لماذا ينحني الضوء حول العائق دون احتكاك ✛
عندما يتدفق الماء العادي حول حجر، فإنه يتباطأ: جزء من الطاقة يضيع في الاحتكاك والدوامات. أما السائل فائق السيولة، مثل الهيليوم السائل عند درجة حرارة أقل من درجتين فوق الصفر المطلق، فإنه يتدفق دون أي احتكاك. في مختبر بباريس، شوهد السلوك نفسه مع الضوء: تم تمرير شعاع ليزر عبر غاز ساخن، فانحنى حول العائق دون أن يفقد طاقته.
أُجبر الضوء على التدفق عبر قناة ضيقة: شعاع ليزر أول كان يخلق السائل نفسه، بينما شعاع ثانٍ أضيق كان بمثابة عائق متحرك. طالما كانت سرعة التدفق صغيرة، كان الضوء ينحني حول العائق بسلاسة. ولكن عندما تجاوزت السرعة حدًا معينًا، بدأت تظهر خلف العائق دوامات صغيرة، مثل الدوامات خلف حجر في جدول سريع.
هذا الحد هو السرعة الحرجة للسيولة الفائقة. في السابق، كانت تُقاس بناءً على مؤشر واحد فقط، وكانت النتائج تتباين قليلاً. الآن، راقب العلماء ثلاثة أشياء في وقت واحد: عدد الدوامات التي نشأت، والقوة التي يدفع بها التدفق العائق، ومدى انزياح العائق نفسه. أعطت الطرق الثلاث نفس الإجابة: السرعة الحرجة كانت أقل مما توقعه الحساب القديم، وكانت تتناقص كلما كبر العائق. هذا يعني أنه يمكن استخدام الضوء كنموذج مناسب لدراسة السيولة الفائقة، وأن طريقة التحقق الثلاثي ستكون مفيدة في تجارب مع سوائل كمومية أخرى.
يتدفق الضوء فائق السيولة في هذه التجربة بسرعة زاوية تبلغ حوالي 0.0056 راديان فقط، أي ما يعادل زاوية ميل للحزمة تبلغ حوالي ثلث درجة. ومع ذلك، تُبلغ السرعة الحرجة عند ميل يبلغ عُشر الدرجة.
فكرة الضوء الذي يتصرف كسائل دون احتكاك تتردد مع مفهوم «الضوء السائل» في الخيال العلمي، كما في رواية غريغ إيغان «سلم شيلد»، حيث يمتلك الفراغ خصائص بصرية غير تقليدية.