La luz puede actuar como superfluido

Flujo de polaritones encuentra obstáculo en el régimen supersónico y superfluido
POLYTECHNIQUE MONTRÉAL
Actualizado 07/06/2017 11:39:41 CET

   MADRID, 7 Jun. (EUROPA PRESS) -

   Físicos han descubierto en la luz propiedades de superfluido, mostrando flujo sin fricción cuando fluye a través de un obstáculo y se vuelve a conectar detrás del mismo sin ninguna ondulación.

   Los científicos han sabido hace siglos que la luz se compone de ondas. El hecho de que la luz también puede comportarse como un líquido, ondulándose y haciendo espiral alrededor de obstáculos como la corriente de un río, es un hallazgo mucho más reciente que sigue siendo un tema de investigación activa. Las propiedades "líquidas" de la luz emergen bajo circunstancias especiales, cuando los fotones que forman la onda luminosa son capaces de interactuar entre sí.

   Investigadores de CNR NANOTEC de Lecce en Italia, en colaboración con Polytechnique Montreal en Canadá han demostrado, a temperatura ambiente, que para la luz 'vestida' con electrones, se produce un efecto de superfluidez, al superar un obstáculo sin ondulación posterior.

   Daniele Sanvitto, líder del grupo de investigación experimental que observó este fenómeno, afirma en un comunicado que "la superfluidez es un efecto impresionante, normalmente observado sólo a temperaturas cercanas al cero absoluto (-273 grados Celsius), como en el helio líquido y los gases atómicos ultrafríos. La observación en nuestro trabajo es que hemos demostrado que la superfluidez también puede ocurrir a temperatura ambiente, bajo condiciones ambientales, usando partículas de materia-luz llamadas polaritones".

   "La superfluidez, que permite que un fluido en ausencia de viscosidad salga literalmente fuera de su recipiente", añade Sanvitto, "está ligada a la capacidad de todas las partículas de condensarse en un estado llamado condensado Bose-Einstein, también conocido como el Quinto estado de la materia, en el cual las partículas se comportan como una sola onda macroscópica, oscilando todas a la misma frecuencia.

   "Algo similar ocurre, por ejemplo, en los superconductores: electrones, en pares, se condensan, dando lugar a superfluidos o supercorrientes capaces de conducir electricidad sin pérdidas", dijo.

   Estos experimentos han demostrado que es posible obtener superfluidez a temperatura ambiente, mientras que hasta ahora esta propiedad era alcanzable sólo a temperaturas cercanas al cero absoluto. Esto podría permitir su uso en futuros dispositivos fotónicos.

   Stéphane Kéna-Cohen, coordinador del equipo de Montreal, afirma: "Para lograr la superfluidez a temperatura ambiente, emparedamos una película ultrafina de moléculas orgánicas entre dos espejos altamente reflectantes. La luz interactúa muy fuertemente con las moléculas, ya que rebota hacia adelante y hacia atrás entre los espejos, y esto nos permitió formar el fluido híbrido de materia-luz. De esta manera podemos combinar las propiedades de los fotones como su masa efectiva de luz y velocidad rápida, con fuertes interacciones debidas a los electrones dentro de las moléculas. Un líquido ondula y gira alrededor de cualquier cosa que interfiera con su flujo. En un superfluido, esta turbulencia se suprime alrededor de obstáculos, haciendo que el flujo continúe en su camino inalterado".

   "El hecho de que un efecto de este tipo se observe en condiciones ambientales", dice el equipo de investigación, "puede desencadenar una enorme cantidad de trabajo futuro, no sólo para estudiar los fenómenos fundamentales relacionados con los condensados de Bose-Einstein con experimentos de mesa, sino también concebir y diseñar futuros dispositivos fotónicos basados en superfluidos donde las pérdidas son completamente suprimidas y nuevos fenómenos inesperados pueden ser explotados", añadió.

   El estudio se publica en Nature Physics.