Licht supervloeistof gecreeërd

Een groep Italiaanse en Canadese onderzoekers is er in geslaagd om licht zich te laten gedragen als supervloeistof. Brengt de licht-supervloeistof de lichtbatterij nu dichterbij?

Licht in vacuüm beweegt zich voort in een rechte lijn en wisselwerkt alleen met deeltjes die gevoelig zijn voor de elektromagnetische kracht. In de praktijk: vooral elektronen. Niet met zichzelf, behalve in extreme omstandigheden. Dit verklaart ook waarom we licht kunnen waarnemen dat miljarden jaren lang onderweg is geweest. Licht veranderen in een supervloeistof, een vloeistof die beweegt zonder wrijving, vereist dan ook behoorlijk wat handigheid.

Licht kan zich in speciale omstandigheden als licht supervloeistof gedragen. Bron: universiteit van Montréal

In de proefopstelling van de Italianen werd het licht opgesloten in een laagje organische polymeren tussen twee hoogreflecterende spiegels. Licht koppelt dan aan materie en vormt pseudodeeltjes: in dit geval polaritons. Op deze manier kunnen de fotonen wél met elkaar wisselwerken. In eerder onderzoek is al gevonden dat licht op deze manier om obstakels heen stroomt. In dit onderzoek begon zich een supervloeistof van polaritons te vormen bij kamertemperatuur. Dit is uniek. De enige twee supervloeistoffen die we kennen, helium-4 en helium 3, kunnen niet bestaan meer dan drie graden boven het absolute nulpunt.

Bij newtoniaanse (‘normale’) vloeistoffen, zoals water en vloeibare stikstof, stroomt de vloeistof om een zone rond obstakels heen. De ‘no slip condition’ zegt dat vloeistofmoleculen die direct de rand van de vloeistofcontainer raken, niet bewegen. Er vormt zich daarom rondom deze rand een laagje van bijna stilstaande vloeistof. Newtoniaanse vloeistoffen zijn namelijk viskeus (stroperig), waardoor er altijd weerstand is bij stromen.

Licht-supervloeistof

Supervloeistoffen hebben een viscositeit van nul. Als je een supervloeistof in een kopje rond laat draaien, blijft deze miljarden jaren ronddraaien. Er is immers geen wrijving. Je hebt overigens een pipet nodig om een supervloeistof te laten draaien, want door de afwezigheid van wrijving glijdt een lepel er doorheen. Bij supervloeistoffen vormt dit laagje zich niet. Daarom kunnen supervloeistoffen zich zelfs door spleten van maar één atoom breed kunnen wurmen zonder wrijvingsverlies.

In de ‘polariton-vloeistof’ die de onderzoekers creëerden, bleek dat de vloeistof zich als supervloeistof gedroeg. Er vormde zich rond obstakels geen stilstaand laagje.De onderzoekers in Italië en Canada verwachten dat hun onderzoek een geheel nieuw terrein opent voor onderzoek naar supervloeistoffen en optische fenomenen. En uiteraard blijven we dromen van een lichtbatterij…

Het bericht Licht supervloeistof gecreeërd verscheen eerst op Visionair.