Von der Welle zur Flüssigkeit Licht wird flüssig

Viele Jahrhunderte lang hat die Zusammensetzung des Lichts die Wissenschaft vor ein Rätsel gestellt. Heute ist klar, dass Licht aus elektromagnetischen Wellen besteht.

Dennoch bleibt Licht weiterhin ein spannendes Objekt für die moderne Wissenschaft: Denn diese hat herausgefunden, dass Licht auch flüssige Eigenschaften haben kann. Diese flüssigen Eigenschaften entstehen dann, wenn die Photonen, die eine Lichtwelle bilden, miteinander interagieren.

Keine Reibung, keine Wellen

Wissenschaftler der Fachschule Polytechnique Montreal in Kanada und des Instituts CNR Nanotec in Italien haben nun herausgefunden, dass ein noch drastischerer Effekt entstehen kann, wenn Licht mit Elektronen „verkleidet“ wird: In diesem Fall kann Licht in einen superfluiden Zustand versetzt werden. Trifft dieses flüssige Licht auf ein Hindernis, verliert es jegliche Reibung und verbindet sich hinter dem Objekt ohne Kräuselung.

Superfluidität bei Zimmertemperatur

Laut Daniele Sanvitto, der die Forschung rund um das neu entdeckte Phänomen leitet, tritt dieser Effekt normalerweise bei Temperaturen um -273 Grad Celsius auf, also beispielsweise bei flüssigem Helium. Sanvitto und sein Team haben nun gezeigt, dass Superfluidität auch bei Zimmertemperatur auftreten kann.

Stéphane Kéna-Cohen, der das Team in Kanade koordiniert, erklärt: „Um Suprafluidität bei Raumtemperatur zu erreichen, haben wir eine Ultradünnschicht organischer Moleküle zwischen zwei hoch-reflektierenden Spiegeln gepresst. Licht interagiert sehr stark mit den Molekülen, da es zwischen den Spiegeln hin und her springt. Das hat es uns ermöglicht, eine hybride Licht-Materie-Flüssigkeit zu erzeugen.“

In Zukunft könnten diese Erkenntnisse unter anderem für photonische Bauelemente genutzt werden, die Suprafluidität nutzen, um damit etwa Verluste zu reduzieren.