Gli scienziati sanno da secoli che la luce è composta da onde. Il fatto che la luce possa comportarsi anche come un liquido, increspando e girando a spirale intorno agli ostacoli come la corrente di un fiume, è una scoperta molto più recente che è ancora oggetto di ricerca attiva. Le proprietà "liquide" della luce emergono in circostanze speciali, quando i fotoni che formano l'onda luminosa sono in grado di interagire tra loro.

Ricercatori del CNR NANOTEC di Lecce in Italia, in collaborazione con Polytechnique Montreal in Canada hanno dimostrato che per la luce "vestita" di elettroni, si verifica un effetto ancora più drammatico. La luce diventa superfluida, mostrando un flusso senza attrito quando si attraversa un ostacolo e si riconnette dietro di esso senza increspature.

Daniele Sanvitto, alla guida del gruppo di ricerca sperimentale che ha osservato questo fenomeno, afferma che "La superfluidità è un effetto impressionante, normalmente osservata solo a temperature prossime allo zero assoluto (-273 gradi Celsius), come nell'elio liquido e nei gas atomici ultrafreddi. La straordinaria osservazione nel nostro lavoro è che abbiamo dimostrato che la superfluidità può verificarsi anche a temperatura ambiente, in condizioni ambientali, usando particelle di materia leggera chiamate polaritoni".

"Superfluidità, che permette ad un fluido in assenza di viscosità di fuoriuscire letteralmente dal suo contenitore", aggiunge Sanvitto, "è legato alla capacità di tutte le particelle di condensare in uno stato chiamato condensato di Bose-Einstein, noto anche come quinto stato della materia, in cui le particelle si comportano come una singola onda macroscopica, oscillanti tutti alla stessa frequenza.

Succede qualcosa di simile, Per esempio, nei superconduttori:elettroni, A coppie, condensare, dando luogo a superfluidi o supercorrenti in grado di condurre elettricità senza perdite."

Questi esperimenti hanno dimostrato che è possibile ottenere superfluidità a temperatura ambiente, mentre fino ad ora questa proprietà era ottenibile solo a temperature prossime allo zero assoluto. Ciò potrebbe consentire il suo utilizzo in futuri dispositivi fotonici.

Stéphane Kena-Cohen, il coordinatore della squadra di Montreal, afferma:"Per ottenere la superfluidità a temperatura ambiente, abbiamo inserito una pellicola ultrasottile di molecole organiche tra due specchi altamente riflettenti. La luce interagisce molto fortemente con le molecole mentre rimbalza avanti e indietro tra gli specchi e questo ci ha permesso di formare il fluido ibrido luce-materia. In questo modo, possiamo combinare le proprietà dei fotoni come la loro massa efficace alla luce e la velocità elevata, con forti interazioni dovute agli elettroni all'interno delle molecole. In condizioni normali, un fluido si increspa e vortica intorno a tutto ciò che interferisce con il suo flusso. In un superfluido, questa turbolenza viene soppressa attorno agli ostacoli, facendo sì che il flusso continui inalterato nel suo percorso".

"Il fatto che un tale effetto si osservi in ​​condizioni ambientali", dice il gruppo di ricerca, "può innescare un'enorme quantità di lavoro futuro, non solo per studiare i fenomeni fondamentali relativi ai condensati di Bose-Einstein con esperimenti da tavolo, ma anche per concepire e progettare futuri dispositivi a base di superfluido fotonico dove le perdite sono completamente soppresse e si possono sfruttare nuovi fenomeni imprevisti".

Lo studio è pubblicato su Fisica della natura .