Caracterización experimental de fluidos de fotones no locales

Los gases cuánticos de átomos y exciton-polaritones son ahora herramientas teóricas y experimentales bien establecidas para estudios fundamentales de la física cuántica de muchos cuerpos, y sugieren aplicaciones prometedoras para la computación cuántica. Dada su complejidad tecnológica, es de máximo interés idear otros sistemas donde se pueda investigar la física cuántica de muchos cuerpos a un menor costo tecnológico. Aquí examinamos un sistema relativamente conocido de luz láser que se propaga a través de medios termoópticos de desfocalización: basándonos en una descripción hidrodinámica de la luz como un fluido cuántico de fotones interactuantes, investigamos tales sistemas como una alternativa válida a temperatura ambiente a los condensados de átomos o exciton-polaritones para estudios de física de muchos cuerpos. Primero, mostramos que mediante una técnica tradicionalmente utilizada en oceanografía es posible realizar una medición directa de la parte de una sola partícula de la relación de dispersión de las excitaciones elementales sobre el fluido de fotones y detectar su flujo global. Luego, utilizando un sistema de bombeo y sonda, investigamos la dispersión de los modos de excitación del fluido: para longitudes de onda muy largas, se observa una propagación sónica, sin dispersión, que interpretamos como una firma del comportamiento superfluido. (C) 2015 Optical Society of America.