Учени откриха революционен метод за създаване на макроскопични квантови течности, като използват оптично засадени квантови капки. Чрез поставяне на полупроводник между две огледала, известно като оптичен микрорезонатор, изследователите успяха да манипулират електронните возбуждения в материала със засадени фотони. Това доведе до образуването на бозонни квантови частици, наречени екзитон-поларитони, които могат да претърпят фазов преход и да създадат квантова течност или светлинна капка.
Традиционно поларитонните кондензати изискват непрекъснато оптично подхранване, за да се обновят частиците и да се предотврати разпадането им. Въпреки това, по-високата интензивност на подхранването води до по-енергичен кондензат, като предизвиква изтичането на частици и разпадането на пространствените корелации. Това представлява значително предизвикателство за оптимално програмируемите поларитонни симулатори.
За да решат този проблем, учените от CNR Nanotec в Лече и Факултета по физика на Университета във Варшава се обърнаха към ново поколение полупроводникови фотонни решетки. Чрез използване на подвълновите свойства на тези решетки, те успяха да подобрят стабилността и живота на поларитонните течности, като все още разчитат на оптични техники.
Учените постигнаха два основни прорыва в своите експерименти. Първо, успешно провеждат поларитони да кондензират във връзано състояние в непрекъснатост (BIC), което се характеризира с нерадиативен характер и дълъг живот. Второ, откриха, че поларитоните придобиват отрицателна ефективна маса поради дисперсионното съотношение от решетката. Това предотврати подкарването на подаваните поларитони да избягват лесно през обичайните канали за разпадане.
Тези напредъци позволиха на учените да създадат макроскопични комплекси, като взаимодействат и хибридизират множество поларитонни капки. Те можеха да оформят и конфигурират молекулни аранжименти и вериги, използвайки тези изкуствени атоми – кондензати от положителни масови BIC поларитони. Платформата предлага уникално предимство за изцяло оптично програмиране, като същевременно поддържа високи срокове на живот и защита от непрекъснатостта.
Импликациите на това изследване са обширни. То отваря възможности за развитие на голямомащабни квантови течности с безпрецедентно съгласуваност и стабилност, възможността за структурирано нелинейно лазерно действие и симулации на поларитонна база на комплексни системи. Уникалните свойства на тези оптично засадени квантови капки държат ключа за разкриването на нови граници в квантовата физика и технологичните постижения.
В заключение, разработването на този новаторски метод, използващ оптично засадени квантови капки, предлага вълнуващи перспективи за създаване на макроскопични квантови течности. Способността за манипулиране и оформяне на тези течности отваря нови възможности за научно изследване и технологични приложения в различни области.
The source of the article is from the blog elperiodicodearanjuez.es