Quattro bracciate in un mare di luce superfluida
La superfluidità è una fra le manifestazioni più sorprendenti della meccanica quantistica nel mondo macroscopico. Fino ad ora, è stata osservata in fluidi di varia natura - dall''elio liquido, agli elettroni nei metalli, ai gas di atomi ultrafreddi - come un''improvvisa sparizione dell''attrito meccanico quando il fluido viene raffreddato al di sotto di una certa temperatura critica. Recentemente si è iniziato ad investigare sistemi in cui un insieme di quanti di luce (i cosiddetti fotoni) si comporta come un fluido di particelle interagenti. A densità sufficientemente elevate, la natura quantistica dei fotoni diventa cruciale e una frazione macroscopica di essi va ad accumularsi in un singolo stato quantistico, il cosiddetto condensato di Bose-Einstein. La superfluidità è una conseguenza dell''ordine macroscopico presente nel condensato di Bose-Einstein. La figura illustra un''evidenza sperimentale di comportamenti superfluidi in un gas di fotoni in una microcavità a semiconduttore: questa immagine è stata ottenuta nel gruppo di A. Bramati ed E. Giacobino presso il laboratorio LKB di Parigi. Mentre una comprensione teorica soddisfacente della superfluidità in sistemi materiali è disponibile da ormai qualche decennio, l''obiettivo di questa ricerca è di capire quegli aspetti nuovi che derivano dalla non-conservazione del numero totale di particelle. Nuovi fotoni devono infatti essere continuamente iniettati nel sistema per rimpiazzare quelli che vengono persi a causa dell''assorbimento: questa differenza apparentemente minore porta infatti a radicali cambiamenti nel quadro teorico. Sul lungo termine, comprendere e controllare il comportamento di sistemi di molti fotoni interagenti potrà portare allo sviluppo di una nuova generazione di dispositivi opto-elettronici che sfruttino pienamente la natura quantistica della luce per sensori, telecomunicazioni ed elaborazione dell''informazione.<
Autori: M. Wouters and I. Carusotto
Titolo: Superfluidity and Critical Velocities in Nonequilibrium Bose-Einstein Condensates
Rivista: Phys. Rev. Lett.
Anno: 2010
Riferimenti bibliografici: 105, 020602 (2010)