Natuurkundigen van het Trinity College Dublin hebben het bestaan ​​aangetoond van een superfluïde fase van licht, een ontdekking die gevolgen zou kunnen hebben voor de controle en manipulatie van licht in een reeks toepassingen, van telecommunicatie tot kwantumcomputers.

Superfluïditeit is een toestand van materie waarin een vloeistof zonder enige weerstand stroomt, en dit is eerder waargenomen in vloeistoffen, zoals helium, en in ultrakoude gassen, zoals Bose-Einstein-condensaten. Superfluïditeit in licht werd echter al tientallen jaren theoretisch voorspeld, maar was niet experimenteel bevestigd.

Het team van het Trinity College, onder leiding van professor John Jeffers en dr. Dara O'Hare, creëerde superfluïde licht door een straal laserlicht op te vangen in een microscopische resonator, een kleine holte gemaakt van halfgeleidermateriaal. Vervolgens gebruikten ze een combinatie van technieken om het licht af te koelen tot ongelooflijk lage temperaturen, dichtbij het absolute nulpunt, en om de dichtheid ervan te vergroten.

Onder deze omstandigheden begonnen de lichtdeeltjes, of fotonen, zich te gedragen als een Bose-Einstein-condensaat en vertoonden ze superfluïditeit. Het team observeerde een aantal tekenen van superfluïditeit, waaronder de afwezigheid van weerstand tegen stroming en de vorming van wervels, kleine draaikolken van licht.

De ontdekking van superfluïd licht zou een aantal toepassingen kunnen hebben. Het zou bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt om nieuwe typen lasers, optische schakelaars en andere apparaten te maken die bij extreem lage temperaturen werken. Superfluïde licht zou ook kunnen worden gebruikt om fundamentele natuurkunde te bestuderen, zoals het gedrag van materie bij extreem lage temperaturen en de eigenschappen van de vacuümtoestand.

"De demonstratie van superfluïde licht is een grote doorbraak op het gebied van de optica en opent nieuwe mogelijkheden voor de controle en manipulatie van licht", aldus Jeffers. "We zijn verheugd om de mogelijke toepassingen van deze ontdekking de komende jaren te verkennen."