Šviesa gali atrodyti kaip skystis?

Šviesa – ilgai tyrinėjamas, bet vis dar gana paslaptingas reiškinys. Šviesa keliauja elektromagnetinėmis bangomis ir dalelėmis, žinomomis kaip fotonai. O dabar mokslininkai pastebėjo, kad šviesa kartais gali elgtis ir kaip skystis. Kaip taip gali būti?

Na gerai, šviesa pati savaime nepradeda banguoti ar tekėti kaip mums žinomi skysčiai – panašumai nėra tokie akivaizdūs paprastam stebėtojui. Šviesa primena skystį tik esant tam tikroms aplinkybėms. Tai yra, kai fotonai pradeda sąveikauti tarpusavyje ir su kitų molekulių elektronais. Mokslininkai iš Italijos ir Kanados pastebėjo, kad kai šviesa yra „pagardinta“ elektronais, ji elgiasi kaip superskystis – juda neveikiama trinties ir susilieja už kokios nors kliūties nekeldama raibulių.

sviesa_skystis

Šį fenomeną paaiškinti gana sunku, juolab, kad tyrimai vis dar vyksta ir mokslininkai tik diskutuoja apie tai, ką jie iš tikrųjų mato savo eksperimentuose. Šviesa elgiasi kaip superskystis polaritonų, šviesos dalelių, lygmenyje. Tačiau keisčiausia tai, kad šis fenomenas stebimas įprastomis kambario sąlygomis – kiti superskysčiai sukuriami tik labai žemose temperatūrose, artimose absoliučiam nuliui.

Kuomet medžiaga pasiekia superskysčio būseną, ji elgiasi visiškai kitaip, nei mes esame įpratę matyti. Visos jos dalelės elgiasi kaip viena mikroskopinė banga, judėdamos tuo pačiu dažniu. Kažkas panašaus vyksta ir su superlaidininkais, per kuriuos elektros srovė gali tekėti nepatirdama beveik jokių nuostolių. Todėl aišku, kad superskysčiai taip pat gali būti labai naudingi ateities elektronikai kurti. Bet kaip mokslininkams pavyko sukurti superskystį kambario temperatūroje?

Jie tarp dviejų itin geromis šviesos atspindėjimo savybėmis pasižyminčių veidrodžių suspaudė ploną organinių molekulių sluoksnį. Šviesa, šokinėdama nuo vieno veidrodžio prie kito, sąveikavo su organinėmis molekulėmis, kol virto hibridiniu šviesos ir medžiagos skysčiu. Taip galima pasinaudoti fotonų greičiu ir labai nedidele mase bei organinių molekulių savybėmis. Toks superskystis, išgautas pakankamai lengvai, ateityje bus labai naudingas jau vien dėl to, kad jam sukurti nebuvo reikalingas aukštas slėgis ar itin žema temperatūra.

Mokslininkai teigia, kad toks superskystis ateityje pravers kuriant fotoninius įrenginius –prietaisus, kurie naudoja šviesą savo funkcijoms atlikti. Iš esmės, bus įmanoma kurti tokius išradimus, kurie anksčiau buvo laikomi moksline fantastika. Mokslininkai jau mato galimybes šią technologiją pritaikyti itin našiems saulės energijos elementams kurti ar naujos kartos ekranams gaminti.

Tyliai užsimenama ir apie dar vieną netikėtą panaudojimo galimybę – Stepheno Hawkingo „Breakthrough Starshot“ orlaivį, kuris šviesą pasikinkys burėmis ir kada nors keliaus į artimiausias žvaigždes. Žinoma, iki to laiko mokslininkai dar turi atlikti daugybę tyrimų.