Физики из Боннского, Гейдельбергского и Национального автономного университета Мексики зафиксировали критическое масштабирование в двумерном газе фотонов. Результаты работы опубликовал журнал Science Advances, подробности приводит портал Phys.org.
Исследователи наблюдали резкий рост термодинамических величин в системе непосредственно перед наступлением конденсации Бозе-Эйнштейна. В ходе эксперимента ученые измерили пространственные корреляции газа световых частиц, который находился в специальной зеркальной ловушке. Это позволило вычислить критический показатель, характеризующий увеличение корреляционной длины при температурных изменениях.
Для охлаждения фотонов авторы работы использовали оптический микрорезонатор, заполненный раствором красителя. Молекулы красителя поглощали и излучали свет, что приводило частицы к состоянию термализации до момента перехода в квантовую фазу. Одно из зеркал резонатора ученые предварительно обработали лазером, сформировав потенциал в виде коробки. Данные об угловом распределении света фиксировала камера, после чего их обрабатывали методом преобразования Фурье.
Эксперимент подтвердил, что фотонные газы представляют собой отдельный универсальный класс физических систем. Подобно явлению опалесценции, когда вода мутнеет в критической точке, фотонный газ демонстрирует стремительное увеличение корреляционной длины. Полученные данные дополняют теорию фазовых переходов и создают базу для изучения систем вне теплового равновесия, а также для новых разработок в области оптики.
Читать по теме: Атомный взрыв в Хиросиме привел к созданию неизвестного ранее на Земле металла.
