Riesci a immaginare un fiume di luce? L’acqua scorre da lampade rotte con l’apparenza di luce dorata? Ebbene, questa fantasia, anche se più che altro una fantasia, è sorprendentemente vicina alla realtà che la scienza sta già cominciando a scoprire: la possibilità che… La luce si comporta “quasi” come un liquido . Nei laboratori di tutto il mondo gli scienziati hanno dimostrato che in determinate condizioni la luce può scorrere come un fiume, un fenomeno che apre nuove frontiere tra fisica e tecnologia.
La luce liquida è un fenomeno affascinante che combina le proprietà della luce e le proprietà dei fluidi. Immagina un tipo speciale di materia in cui le molecole si muovono insieme In perfetta armonia , come se fossero uno. Questo è noto come Condensatore di Bose-Einstein (Becca). Normalmente questi condensati vengono creati con atomi di gas a temperature molto basse. Tuttavia, gli scienziati hanno scoperto come realizzarli Particelle leggere .
La magia della luce liquida è contenuta in speciali particelle chiamate Polaritono Che hanno la capacità di comportarsi come un fluido in determinate condizioni. Quindi, per produrre luce liquida, gli scienziati posizionano materiali molto sottili tra specchi superriflettenti e li bombardano con impulsi laser estremamente brevi. In questo modo ottengono Coppia di fotoni Si muovono all’unisono con il resto, formando una condensazione di polaritoni, chiamata anche luce liquida.
Fotoni, le particelle che illuminano l’universo
Tuttavia, la cosa più sorprendente della luce liquida è il suo potenziale Flusso senza resistenza . A differenza dei liquidi comuni, che creano onde e vortici a causa dell’attrito, la luce liquida si muove senza perdere energia o incontrare ostacoli. Questo comportamento è simile a Fluidi in eccesso Dove le molecole si muovono in modo organizzato e sincronizzato.
Università Politecnica di Montreal
Il flusso dei polaritoni è ostacolato negli stati non superfluidi (in alto), ma non negli stati superfluidi (in basso).
Un percorso alla scoperta
La scoperta della luce liquida è senza dubbio il risultato di decenni di ricerca nel campo della fisica quantistica e dell’ottica. Tutto ebbe inizio con lo studio dei condensati di Bose-Einstein negli anni ’20, condotto da Albert Einstein e Satyendra Nath Bose, uno stato in cui le particelle Vengono raffreddati a temperature prossime allo zero assoluto . Tuttavia, il più grande progresso verso la luce liquida è avvenuto nel 2017, quando un team guidato da Daniele Sanvito, dell’Istituto di Nanotecnologia CNR NANOTEC in Italia, è stato in grado di produrre Luce liquida a temperatura ambiente E il. Ciò è stato possibile grazie all’utilizzo di un sottilissimo strato di molecole organiche tra due specchi altamente riflettenti, che sono stati bombardati con brevissimi impulsi laser.
Pertanto, la creazione di polaritoni in queste condizioni ha permesso ai fotoni di comportarsi come… Super liquido fluire Non c’è attrito o appiccicosità . Si trattava senza dubbio di un progresso rivoluzionario, perché dimostrava che la superfluidità, proprietà fino ad allora osservata solo in liquidi molto freddi come l’elio liquido, era possibile anche in un sistema di luce e materia a temperature accessibili. Questa scoperta ha aperto la porta ad una vasta gamma di… ricerca Sulle proprietà della luce liquida e sulle sue possibili applicazioni tecnologiche.
Questa fu la prima luce dell’universo
Tuttavia, la cooperazione internazionale è stata essenziale durante questo viaggio. Diversi team di istituzioni come l’École Polytechnique de Montréal in Canada o l’Università Aalto in Finlandia hanno contribuito in modo significativo alla comprensione di questo fenomeno. Gli esperimenti e le teorie che sono state sviluppate hanno fornito a capire Una comprensione molto più profonda di come si formano i fotoni Fluido quantitativo Hanno gettato le basi per future applicazioni in molti campi.
Oltre il laboratorio
E così, dentro informatica E elettronica La luce liquida potrebbe consentire lo sviluppo di computer ottici, molto più veloci ed efficienti dei dispositivi attuali. Sfruttando le loro proprietà ultrafluide, questi dispositivi possono trasmettere informazioni senza perdere potenza e senza il riscaldamento eccessivo che limita le prestazioni dei sistemi elettronici convenzionali. Questa tecnologia non solo aumenterà la velocità di elaborazione, ma ridurrà anche significativamente il consumo energetico, aprendo la strada allo sviluppo di dispositivi più potenti. Sostenibile e ambientale .
Inoltre, nel campo dell comunicazione cablata e wireless E il Fotonica La luce liquida potrebbe cambiare il modo in cui trasmettiamo ed elaboriamo i dati. I sistemi di comunicazione basati sulla luce liquida possono fornire una capacità di trasferimento delle informazioni molto maggiore e più veloce, senza i problemi di dissipazione di potenza affrontati dalle tecnologie attuali. La capacità dei polaritoni di muoversi senza attrito può anche migliorare l’efficienza e la flessibilità del corpo Dispositivi ottici Ciò consente lo sviluppo di display flessibili e olografici, nonché di sensori avanzati per applicazioni di rilevamento medico e chimico.
