Вспомните школьные уроки физики, где нас учили, что существует три основных агрегатных состояния вещества: жидкое, твердое и газообразное (правда, позже к этому списку прибавилась еще и плазма). Однако мало кто знает, что таких состояний на самом деле множество, и это открывает доселе неизведанные физические принципы, позволяющие, например, превратить свет в жидкость.
Пятое состояние материи
Для того, чтобы объяснить что из себя представляет такое агрегатное состояние, как конденсат Бозе-Эйнштейна, следует для начала вспомнить, что такое бозон. Да-да, тот самый бозон Хиггса, который еще называют самой дорогой частицей, ведь для ее обнаружения потребовалось вложить немало ресурсов в создание самого дорогого экспериментального сооружения в человеческой истории – Большого адронного коллайдера. При своих микроскопических размерах бозон является частицей весомой, причем в буквальном смысле: до совершения этого открытия считалось, что масса является внутренним свойством, однако вес всему сущему придает именно эта неуловимая частица.
Итак, пятое агрегатное состояние имеет в своей основе множество бозонов, охлажденных почти до абсолютного нуля, а это ни много ни мало -273 градуса по Цельсию! При таких условиях вещество имеет фактически нулевое трение и вязкость, что обуславливает его сверхтекучесть.
Не желаете ли стаканчик света?
Понятие световые волны известно нам со школьной скамьи – в том, что свет ведет себя подобном образом, для нас нет ничего необычного. Однако световые волны могут стать вполне реальным понятием, когда свет начинает вести себя, как жидкость, огибая препятствия и обтекая углы.
До настоящего времени удерживать подобное состояние при близких к абсолютному нулю температурах считанные секунды. Однако, ученым из Италии удалось совершить настоящий прорыв и "разжижить" свет в условиях комнатной температуры!
Для таких маневров потребовалось нешуточное научное оборудование и знания по наноинженерии. Тончайший слой (130 нм) частиц света – поляритонов – поймали в ловушку между парой зеркал и подвергли безжалостной бомбардировке ультрабыстрыми лазерными импульсами, каждый из который длился 35 фемтосекунд. Результат оказался потрясающим: полученная материя имела совершенно отличные от привычных нам агрегатных состояний свойства. Если обычная жидкость, при столкновении с препятствием создает рябь, конденсат Бозе-Эйнштейна при нарушении потока плавно огибает его.
Пропустить стаканчик света в кафе нам конечно же не удастся, а вот получить инновационные сверхпроводящие материалы для солнечных панелей и лазеров вполне возможно.
