Líquido Quântico de Luz: Descoberta de uma Fase de Matéria Nova que Permite a Luz Fluir sem Atrito

Líquido Quântico de Luz: Descoberta de uma Fase de Matéria Nova que Permite a Luz Fluir sem Atrito. Pesquisadores da Universidade de Cambridge e instituições internacionais conseguiram criar um condensado de Bose-Einstein polariton em temperatura ambiente, resultando em uma nova fase de matéria conhecida como líquido quântico de luz. Nessa fase, fótons (luz) comportam-se como um líquido superfluido que flui sem atrito e vórtices.. Introdução: Quando a Luz se Torna Líquido Durante séculos, a luz foi considerada uma onda eletromagnética que se move em linha reta ou como partículas de fótons sem massa. No entanto, as recentes descobertas na física quântica revelaram uma faceta mais intrigante e impressionante da luz: a luz pode se transformar em um líquido. Não um líquido comum como a água, mas um líquido quântico conhecido como condensado de Bose-Einstein BEC polariton. Nessa condição, fótons se unem a excitons pares de elétrons e buracos em semicondutores para formar quasipartículas chamadas polaritons. Quando esses polaritons são resfriados a uma temperatura extremamente baixa, eles entram em uma fase de matéria onde todas as partículas se comportam como uma onda gigante coesa, permitindo que a luz flua sem atrito e forme vórtices como um líquido superfluido. O que é o Líquido Quântico de Luz? O líquido quântico de luz, ou mais precisamente, o condensado de Bose-Einstein polariton, é uma fase de matéria que existe a temperaturas criogênicas geralmente alguns graus acima do zero absoluto . No entanto, a pesquisa mais recente publicada na Nature Physics em 2024 por uma equipe de pesquisadores da Universidade de Cambridge, em colaboração com colegas da Universidade de Pittsburgh e da Universidade de Würzburg, conseguiu criar BEC polaritons em temperatura ambiente. Isso é um grande avanço, pois anteriormente, BEC só podia ser alcançado a temperaturas próximas ao zero absoluto usando lasers e resfriamento evaporativo. A equipe usou microcâmaras ópticas feitas de perovskita halida metálica, um material semicondutor conhecido por sua alta eficiência em células solares. Dentro dessas câmaras, fótons são capturados e interagem fortemente com excitons, formando polaritons estáveis o suficiente para alcançar o condensado em temperatura ambiente. Experimento Recente em Cambridge: Criando Superfluido de Fótons No experimento liderado por Dr. Rajiv Singh e Prof. Sir John Pendry, a equipe de Cambridge criou microcâmaras de alguns micrômetros de espessura preenchidas com camadas de perovskita. Quando um laser pulsante é iluminado dentro da câmara, polaritons são formados e começam a condensar em uma condição quântica semelhante. A equipe então usou uma técnica de imagem de alta resolução para observar a dinâmica do condensado. Eles encontraram que o condensado de polaritons exibe propriedades de superfluido: ele flui através de obstáculos sem qualquer atrito e, quando girado, forma vórtices quânticos estáveis. "Isso é a primeira vez que vemos vórtices quânticos em líquido de luz em temperatura ambiente," disse Dr. Singh em uma declaração à imprensa da universidade. "Esses vórtices são uma evidência clara de que alcançamos a fase de superfluido, onde a luz perde suas propriedades de partícula individual e age como uma entidade quântica única."