Em junho de 2017, os físicos foram os pioneiros na produção de "luz líquida" em temperatura ambiente, tornando essa estranha forma de matéria mais acessível do que nunca.
Tal matéria é tanto uma substância superfluida com atrito e viscosidade zero quanto um tipo de condensado de Bose-Einstein, às vezes descrito como o quinto estado da matéria, permitindo que a luz realmente flua em torno de objetos e cantos.
A luz comum se comporta como uma onda e às vezes como uma partícula, sempre viajando em linha reta. É por isso que não podemos ver o que está atrás de cantos ou objetos. Mas, sob condições extremas, a luz é capaz de se comportar como um líquido e fluir ao redor dos objetos.
Os condensados de Bose-Einstein são interessantes para os físicos porque, nesse estado, as regras mudam da física clássica para a quântica e a matéria começa a adquirir mais propriedades ondulatórias. Eles se formam em temperaturas próximas do zero absoluto e existem por apenas uma fração de segundo.
No entanto, em um novo estudo, os cientistas relataram a criação de um condensado de Bose-Einstein à temperatura ambiente usando uma combinação "semelhante à de Frankenstein" de luz e matéria.
Fluxo Polariton colidindo com um obstáculo nos estados não superfluido (superior) e superfluido (inferior) / Polytechnique Montreal.
“Uma observação extraordinária em nosso trabalho é que demonstramos como a superfluidez também pode ocorrer à temperatura ambiente em condições ambientais usando partículas de luz e matéria - polaritons”, diz o pesquisador principal Daniel Sanvitto do CNR NANOTEC, Instituto de Nanotecnologia da Itália.
A criação de polaritons exigiu equipamentos sérios e engenharia em nanoescala. Os cientistas colocaram uma camada de 130 nanômetros de moléculas orgânicas entre dois espelhos ultra-reflexivos e a atingiram com um pulso de laser de 35 femtossegundos (um femtossegundo é um quatrilhão de segundo).
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“Dessa forma, podemos combinar as propriedades dos fótons, como sua massa eficiente em luz e alta velocidade, com fortes interações devido aos prótons dentro das moléculas”, diz Stephen Kena-Cohen, da Ecole Polytechnique de Montreal.
O "superfluido" resultante mostrou propriedades bastante incomuns. Sob condições padrão, o fluido cria ondulações e redemoinhos ao fluir. Porém, no caso do superfluido, as coisas são diferentes. Conforme mostrado na imagem acima, geralmente o fluxo de polariton é perturbado como ondas, mas não em um superfluido:
“Em um superfluido, essa turbulência não é suprimida em torno dos obstáculos, permitindo que o fluxo continue inalterado”, explica Kena-Cohen.
Os pesquisadores argumentam que os resultados abrem novas possibilidades não apenas para a hidrodinâmica quântica, mas também para dispositivos polariton de temperatura ambiente para tecnologias futuras - por exemplo, para a produção de materiais supercondutores para painéis solares e lasers.
Vladimir Mirny
