Tạo ra ánh sáng lỏng ở nhiệt độ phòng

Các nhà vật lý lần đầu tiên tạo ra ánh sáng lỏng ở nhiệt độ phòng. Ảnh minh họa: Unsplash.

Ánh sáng lỏng là loại vật chất vừa mang đặc tính của chất siêu lỏng (không có ma sát và độ nhớt), vừa mang đặc tính của trạng thái ngưng tụ Bose-Einstein, đôi khi được mô tả là trạng thái thứ 5 của vật chất, cho phép ánh sáng "chảy" xung quanh vật thể và các góc cạnh của nó, theo Science Arlet.

Ánh sáng hoạt động giống như sóng, đôi khi giống như hạt, và luôn di chuyển theo một đường thẳng. Đây là lý do khiến mắt bạn không thể nhìn thấy góc khuất và mặt sau của vật thể. Nhưng trong một số điều kiện đặc biệt, ánh sáng có tính chất như chất lỏng và thực sự chảy quanh vật thể.

Trạng thái ngưng tụ Bose-Einstein hình thành ở nhiệt độ rất gần với độ không tuyệt đối (-273 độ C) và chỉ tồn tại trong một phần nhỏ của một giây. Nó được các nhà vật lý chú ý tới do ở trạng thái này, quy luật vật lý cổ điển chuyển thành vật lý lượng tử và vật chất bắt đầu có tính chất giống như sóng hơn.

Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ nano CNR NANOTEC, Italy, tạo ra trạng thái ngưng tụ Bose-Einstein ở nhiệt độ phòng bằng cách kết hợp ánh sáng và vật chất theo một cách khá kỳ lạ. Kết quả được đăng trên tạp chí Nature Physics hôm 5/6.

"Chúng tôi đã chứng minh rằng hiện tượng siêu lỏng có thể xảy ra ở nhiệt độ phòng, trong điều kiện môi trường xung quanh bằng cách sử dụng các hạt ánh sáng - vật chất gọi là hạt phân cực polariton", Daniele Sanvitto, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết.

Việc tạo ra hạt phân cực cần tới thiết bị hiện đại và yêu cầu kỹ thuật ở mức độ nano. Nhóm nghiên cứu kẹp một lớp phân tử hữu cơ dày 13 nanomet (nm) giữa hai gương phản chiếu cực mạnh, sau đó bắn phá nó bằng xung laser trong 35 femto giây(1 femto giây = một phần một triệu tỷ giây).

"Bằng cách này chúng tôi có thể kết nối đặc tính của hạt photon ánh sáng, ví dụ như tốc độ nhanh, với những tương tác mạnh nhờ các electron trong phân tử hữu cơ. Kết quả tạo ra một loại chất siêu lỏng có đặc tính kỳ lạ", Stéphane Kéna-Cohen, thành viên của nhóm nghiên cứu, nói.

Kết quả trên sẽ mở đường cho nhiều nghiên cứu mới về thủy động lực học lượng tử, các công nghệ tương lai như sản xuất vật liệu siêu dẫn cho đèn LED, tấm pin Mặt Trời và tia laser.