Các nhà khoa học đã tìm ra cách tạo ra "ánh sáng lỏng" một cách dễ dàng

"Ánh sáng lỏng" là một chất siêu lỏng - có ma sát và độ nhớt bằng 0, và là một dạng vật chất thuộc trạng thái "Ngưng tụ Bose-Einstein" (Bose-Einstein condensate hoặc BEC).

Chất lỏng có khả năng chảy xung quanh vật thể, lấp đầy tất cả những khoảng trống. Còn ánh sáng là một dạng sóng (đôi lúc hoạt động giống như một nguyên tử), di chuyển theo đường thẳng và bị ngăn lại khi gặp vật cản.

Ánh sáng không thể tự bẻ cong

Sự khác biệt cơ bản nhất giữa ánh sáng và nước là ánh sáng không thể tự bẻ cong. Đây là nguyên nhân chúng ta không thể quan sát được 2 mặt bên và mặt sau của một vật thể, cũng như góc rẽ bị che khuất.

Nhưng, trong một số điều kiện cực độ, ánh sáng có thể tự uốn mình "chảy" xung quanh vật thể, tức là có tính chất y như nước. Khi đó, người ta gọi nó là "ánh sáng lỏng".

Theo các chuyên gia, họ có thể tạo ra "ánh sáng lỏng" ở trạng thái "Ngưng tụ Bose-Einstein" (Bose-Einstein condensate hoặc BEC) - là nơi các quy luật vật lý thông thường biến chuyển thành vật lý lượng tử. BEC được coi là trạng thái thứ 5 của vật chất và chỉ xuất hiện khi nhiệt độ đạt gần "độ 0 tuyệt đối" (0 độ K hay -273 độ C), một điều kiện cực kỳ khó khăn.

Ánh sáng lỏng có tính chất y như nước

Nhưng gần đây, các chuyên gia từ Viện công nghệ Nano CNR NANOTEC (Ý) đã tìm ra cách đưa vật chất về trạng thái BEC trong điều kiện nhiệt độ phòng. Họ có thể kết hợp ánh sáng và vật chất tạo ra "ánh sáng lỏng" ở điều kiện bình thường. Điều này chứng minh, các chất siêu lỏng có thể tồn tại ở nhiệt độ thường, sử dụng các hạt ánh sáng được gọi là quang tử.

Tuy vậy việc tạo các hạt quang tử khá phức tạp, cần tới nhiều công cụ hoạt động ở quy mô nano. Các nhà nghiên cứu đã phải bắn vào một lớp phân tử hữu cơ dày 130nm được "kẹp" giữa 2 tấm gương siêu phản chiếu một tia laser cực mạnh.

Sự khác biệt giữa chất lỏng (trên) và chất siêu lỏng (dưới)Sự khác biệt giữa chất lỏng (trên) và chất siêu lỏng (dưới). Chất lỏng khi bị ngăn trở sẽ tạo thành từng đợt sóng, trong khi siêu lỏng thì không.

Việc tạo thành công "ánh sáng lỏng" ở nhiệt độ thường đã dọn đường cho những nghiên cứu về lượng tử thủy lực học kế tiếp. Ngoài ra, các hạt quang tử sẽ là nhân tố mới giúp công nghệ tương lai tiến hóa, nhất là trong các linh vực liên quan đến ánh sáng như pin Mặt Trời, LED hoặc laser.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Physics.

Thứ Hai, 19/06/2017 11:56
51 👨 396
0 Bình luận
Sắp xếp theo