Cerca de 10 anos atrás, pesquisadores da Universidade de Bonn produziram um estado de fa³ton agregado extremo, um aºnico "super-fa³ton" composto de muitos milhares departículas de luz individuais, e apresentou uma fonte de luz completamente nova. O estado échamado de condensado a³ptico de Bose-Einstein e cativou muitos fa­sicos desde então, porque esse mundo exa³tico departículas de luz abriga seus pra³prios fena´menos fa­sicos. Pesquisadores liderados pelo Prof. Dr. Martin Weitz, que descobriu o super fa³ton, e o fa­sico tea³rico Prof. Dr. Johann Kroha agora relatam uma nova observação: a chamada fase superamortecida, uma transição de fase atéentão desconhecida dentro do condensado a³ptico de Bose-Einstein . O estudo foi publicado na revista Science.

O Bose-Einstein condensado éum estado fa­sico extremo que normalmente são ocorre a temperaturas muito baixas. Aspartículas neste sistema não são mais distingua­veis e estãopredominantemente no mesmo estado de meca¢nica qua¢ntica; em outras palavras, eles se comportam como uma única "superparta­cula" gigante. O estado pode, portanto, ser descrito por uma única função de onda.

Em 2010, pesquisadores liderados por Martin Weitz tiveram sucesso pela primeira vez na criação de um condensado de Bose-Einstein a partir departículas de luz (fa³tons). Seu sistema especial ainda estãoem uso hoje: os fa­sicos prendempartículas de luz em um ressonador feito de dois espelhos curvos espaa§ados um pouco mais de um micra´metro que refletem um feixe de luz alternativo rapidamente. O espaço épreenchido com uma solução de corante la­quido, que serve para resfriar os fa³tons. As moléculas do corante "engolem" os fa³tons e depois os cuspem novamente, o que leva aspartículas de luz a  temperatura da solução do corante - equivalente a  temperatura ambiente. O sistema permite resfriar aspartículas de luz, pois sua caracterí­stica natural éa dissolução no resfriamento.

Uma transição de fase éo que os fa­sicos chamam de transição entre a águae o gelo durante o congelamento. Mas como a transição de fase especa­fica ocorre dentro do sistema departículas de luz aprisionadas? Os cientistas explicam desta forma: Os espelhos um tanto translaºcidos fazem com que os fa³tons sejam perdidos e substitua­dos, criando um desequila­brio que faz com que o sistema não assuma uma temperatura definida e seja colocado em oscilação. Isso cria uma transição entre esta fase oscilante e uma fase amortecida. Amortecido significa que a amplitude da vibração diminui.

"A fase superamortecida que observamos corresponde a um novo estado do campo de luz, por assim dizer", diz o autor principal Fahri Emre a–zta¼rk, estudante de doutorado no Instituto de Fa­sica Aplicada da Universidade de Bonn. A caracterí­stica especial éque o efeito do laser geralmente não éseparado daquele do condensado de Bose-Einstein por uma transição de fase e não háuma fronteira nitidamente definida entre os dois estados. Isso significa que os fa­sicos podem mover-se continuamente para frente e para trás entre os efeitos.

"No entanto, em nosso experimento, o estado superamortecido do condensado a³ptico de Bose-Einstein éseparado por uma transição de fase do estado oscilante e de um laser padra£o", diz o lider do estudo, Prof. Dr. Martin Weitz. "Isso mostra que existe um condensado de Bose-Einstein, que érealmente um estado diferente do laser padra£o." Em outras palavras, estamos lidando com duas fases separadas do condensado de Bose-Einstein a³ptico ", diz ele.

Os pesquisadores planejam usar suas descobertas como base para estudos futuros na busca de novos estados do campo de luz em maºltiplos condensados ​​de luz acoplados, que também podem ocorrer no sistema. "Se ocorrerem estados emaranhados mecanicamente qua¢nticos adequados em condensados ​​de luz acoplados, isso pode ser interessante para a transmissão de mensagens criptografadas qua¢nticas entre vários participantes", disse Fahri Emre a–zta¼rk.