Poderia fótons, partículas de luz, realmente condensar? E como essa "luz líquida" se comportará? A luz condensada é um exemplo de condensado de Bose-Einstein:a teoria existe há 100 anos, mas pesquisadores da Universidade de Twente já demonstraram o efeito mesmo em temperatura ambiente. Por esta, eles criaram um espelho de tamanho micro com canais nos quais os fótons realmente fluem como um líquido. Nestes canais, os fótons tentam ficar juntos como um grupo, escolhendo o caminho que leva às perdas mais baixas, e assim, de certa forma, demonstrar "comportamento social". Os resultados são publicados em Nature Communications .

Um condensado de Bose-Einstein (BEC) é normalmente um tipo de onda em que as partículas separadas não podem mais ser vistas:há uma onda de matéria, um superfluido que normalmente é formado em temperaturas próximas do zero absoluto. Hélio, por exemplo, torna-se um superfluido nessas temperaturas, com propriedades notáveis. O fenômeno foi previsto por Albert Einstein quase 100 anos atrás, baseado no trabalho de Satyendra Nath Bose; esse estado da matéria foi batizado em homenagem aos pesquisadores. Um tipo de partícula elementar que pode formar um condensado de Bose-Einstein é o fóton, a partícula de luz. O pesquisador da UT Jan Klärs e sua equipe desenvolveram uma estrutura de espelho com canais. A luz que viaja pelos canais se comporta como um superfluido e também se move em uma direção preferida. Temperaturas extremamente baixas não são necessárias neste caso, e funciona à temperatura ambiente.

A estrutura é o conhecido interferômetro Mach-Zehnder, em que um canal se divide em dois canais, e depois se junta novamente. Em tais interferômetros, a natureza ondulatória dos fótons se manifesta, em que um fóton pode estar em ambos os canais ao mesmo tempo. No ponto de reunificação, agora existem duas opções:a luz pode tomar um canal com uma extremidade fechada, ou um canal com um final aberto. Jan Klärs e sua equipe descobriram que o líquido decide por si mesmo qual caminho seguir ajustando sua frequência de oscilação. Nesse caso, os fótons tentam ficar juntos escolhendo o caminho que leva às perdas mais baixas - o canal com a extremidade fechada. Você poderia chamá-lo de "comportamento social, "de acordo com o pesquisador Klärs. Outros tipos de bósons, como fermions, prefere ficar separado.

A estrutura do espelho lembra um pouco a de um laser, em que a luz é refletida para frente e para trás entre dois espelhos. A principal diferença está no reflexo extremamente alto dos espelhos:99,9985 por cento. Esse valor é tão alto que os fótons não têm chance de escapar; eles serão absorvidos novamente. É nesse estádio que o gás fóton passa a ter a mesma temperatura da ambiente por meio da termalização. Tecnicamente falando, ela então se assemelha à radiação de um corpo negro:a radiação está em equilíbrio com a matéria. Essa termalização é a diferença crucial entre um laser normal e um condensado de fótons de Bose-Einstein.

Em dispositivos supercondutores em que a resistência elétrica torna-se zero, Os condensados ​​de Bose-Einstein desempenham um papel importante. As microestruturas fotônicas agora apresentadas podem ser usadas como unidades básicas em um sistema que resolve problemas matemáticos como o problema do caixeiro viajante. Mas principalmente, o artigo mostra uma visão sobre outra propriedade notável da luz.