Жидкая вода представляет собой отличный теплоноситель. Однако, как только она замерзает или превращается в пар, ее способность накапливать тепло резко падает. Сейчас физики из Университета Бонна (University of Bonn) наблюдают очень похожее поведение в фотонном газе. Полученные ими результаты можно использовать, к примеру, для создания ультраточных термометров. Статья, посвященная этому исследованию, была опубликована в журнале Nature Communications.

Водяной пар превращается в жидкость (конденсируется) при температуре ниже 100 °C. В момент этого фазового перехода многие характеристики воды меняются кардинальным образом. Например, в жидком состоянии она способна запасать в два раза больше энергии, чем в газообразном.

Свет в данном случае проявляет свойства, сходные с водой. Его частицы (фотоны) могут конденсироваться при достижении сверхохлажденного состояния. В этот момент тысячи фотонов сливаются в своеобразный суперфотон с необычными характеристиками — так называемый конденсат Бозе — Эйнштейна. Как и в случае воды, этот фазовый переход резко меняет способность света сохранять энергию.

Источник фото: Volker Lannert/Uni Bonn

Точную теплоемкость материалов измеряют количеством энергии, которое необходимо для того, чтобы нагреть их на один градус. Обычно это делают, измеряя температуру вещества до и после передачи ему определенного количества энергии. Однако температуру светового газа невозможно измерить термометром — впрочем, этого и не требуется. Для ее определения достаточно знать значения различных длин волн частиц света. На сегодняшний день уже существуют методы, которые позволяют измерить их с достаточно высокой точностью.

Теплоемкость фотонного газа не только совершает скачок при конденсации в суперфотон, но и плавно изменяется в соответствии с температурой среды. Команда из Бонна надеется, что этот феномен позволит создать сверхточные термометры, которые будут иметь большое прикладное значение в сфере физических исследований.

Мини-флешка для iPhone

Массажная накидка