La superfluidité est un état de la matière dans lequel un fluide s'écoule sans aucune résistance. Elle a déjà été observée dans des liquides, tels que l'hélium, et dans des gaz ultrafroids, tels que les condensats de Bose-Einstein. Cependant, la superfluidité de la lumière était prédite théoriquement depuis des décennies, mais elle n’avait pas été confirmée expérimentalement.
L'équipe du Trinity College, dirigée par le professeur John Jeffers et le Dr Dara O'Hare, a créé une lumière superfluide en piégeant un faisceau de lumière laser à l'intérieur d'un résonateur microscopique, une minuscule cavité constituée d'un matériau semi-conducteur. Ils ont ensuite utilisé une combinaison de techniques pour refroidir la lumière à des températures incroyablement basses, proches du zéro absolu, et pour augmenter sa densité.
Dans ces conditions, les particules lumineuses, ou photons, ont commencé à se comporter comme un condensat de Bose-Einstein et à présenter une superfluidité. L’équipe a observé un certain nombre de signatures de superfluidité, notamment l’absence de résistance à l’écoulement et la formation de vortex, de minuscules tourbillons de lumière.
La découverte de la lumière superfluide pourrait avoir de nombreuses applications. Par exemple, il pourrait être utilisé pour créer de nouveaux types de lasers, de commutateurs optiques et d’autres dispositifs fonctionnant à des températures extrêmement basses. La lumière superfluide pourrait également être utilisée pour étudier la physique fondamentale, comme le comportement de la matière à des températures extrêmement basses et les propriétés de l’état du vide.
"La démonstration de la lumière superfluide constitue une avancée majeure dans le domaine de l'optique et ouvre de nouvelles possibilités pour le contrôle et la manipulation de la lumière", a déclaré Jeffers. "Nous sommes ravis d'explorer les applications potentielles de cette découverte dans les années à venir."
