“Ánh sáng lỏng” có thể uốn quanh các vật thể với lực cản bằng không

Trong nhiều thế kỷ, các nhà khoa học đều đã biết ánh sáng truyền đi giống như những đợt sóng, trải rộng từ điểm khởi đầu cho đến khi bị hấp thụ hoặc cản lại bởi các vật thể.

Các hạt polarition khi gặp vật cản (Nguồn: Trường Polytechnique Montreal)

Các hạt polarition khi gặp vật cản (Nguồn: Trường Polytechnique Montreal)

Tuy nhiên, những năm gần đây, các nghiên cứu đã chỉ ra ánh sáng cũng có thể chuyển động giống chất lỏng, đó là chảy tràn xung quanh các vật thể và tụ lại ở phía bên kia. Trước đây, hiện tượng này chỉ quan sát được ở các điều kiện cực độ, chẳng hạn trong các phòng thí nghiệm được làm lạnh ở nhiệt độ gần bằng 0.

Một nghiên cứu mới nhất được đăng tải trên tạp chí Nature Physics tiết lộ ánh sáng còn có thể di chuyển ở trạng thái "siêu lỏng" kì lạ, khi đó các hạt ánh sáng chảy vòng quanh các vật cản với độ ma sát hoặc độ nhớt gần như bằng 0. Ở trạng thái này, ánh sáng uốn quanh các vật cản mà không hề tạo ra các gợn sóng hay độ xoáy nào. Điều thú vị là, có thể quan sát hiệu ứng này ở nhiệt độ phòng và áp suất của môi trường xung quanh.

Bạn sẽ cần chuẩn bị một số dụng cụ. Các nhà khoa học của Viện công nghệ Nano (Ý) cùng các cộng sự kẹp một lớp mỏng các phân tử hữu cơ vào giữa hai gương siêu phản chiếu, nhằm tạo ra môi trường hỗn hợp vật chất ánh sáng.

Stéphane Kéna-Cohen đến từ trường École Polytechnique de Montreal (thành viên nhóm nghiên cứu) cho biết: "Bằng cách này, chúng tôi có thể kết hợp các đặc tính của hạt photon, chẳng hạn khối lượng hiệu dụng nhỏ và vận tốc lớn, với những tương tác mạnh nhờ các hạt electron trong phân tử. Ở điều kiện bình thường, khi chất lỏng chảy, nó sẽ tạo ra những gợn sóng và cuộn xoáy xung quanh vật cản. Trong một siêu chất lỏng, sự nhiễu loạn này bị chặn lại xung quanh các vật cản, tạo ra dòng chảy liên tiếp không đổi".

Trạng thái siêu lỏng này đôi khi gọi là trạng thái thứ 5 của vật chất, hay trạng thái ngưng tụ Bose-Einstein. Ở trạng thái này, các hạt chuyển động giống sóng vĩ mô, dao động ở cùng tần số và kết hợp các thuộc tính của chất lỏng, chất rắn và khí.

Người đứng đầu nhóm nghiên cứu, Daniele Sanvitto cho biết: "Điều quan trọng là chúng tôi chứng minh được rằng trạng thái siêu lỏng cũng có thể xảy ra ở nhiệt độ phòng, dưới các điều kiện môi trường xung quanh, bằng cách sử dụng các hạt vật chất ánh sáng gọi là các polarition".

Theo nhóm nghiên cứu, hiệu quả thiết thực của khám phá này, lợi ích rõ ràng nhất liên quan đến các vật liệu siêu dẫn có thể truyền điện với lực cản gần như bằng 0. Thông thường, những vật liệu này cần được làm mát hoàn toàn, thường là bằng nitơ lỏng. Nếu các kỹ sư có thể tìm ra cách khai thác trạng thái siêu lỏng ở nhiệt độ phòng thì có thể tạo ra các thiết bị quang tử học mới và tiến bộ như laser, LED, pin năng lượng mặt trời và pin quang điện hoá.

Các nhà nghiên cứu từ École Polytechnique de Montreal (thành viên nhóm nghiên cứu) cho biết: "Thực tế, hiệu ứng như vậy được quan sát ở điều kiện môi trường xung quanh có thể tạo ra vô số các công việc trong tương lai. Không chỉ nghiên cứu các hiện tượng cơ bản liên quan đến trạng thái ngưng tụ Bose-Einstein, mà còn hình thành và thiết kế các thiết bị dựa trên nền tảng siêu lỏng quang tử học sau này, khi mà các thất thoát hoàn toàn bị triệt tiêu".

Theo Tạp chí Diễn đàn đầu tư

http://vnreview.vn/tin-tuc-khoa-hoc-cong-nghe/-/view_content/content/2195538/anh-sang-long-co-the-uon-quanh-cac-vat-the-voi-luc-can-bang-khong

Có thể bạn quan tâm