Znanstvenici su razvili inovativnu metodu za stvaranje makroskopskih kvantnih tekućina koristeći optički zarobljene kvantne kapljice. Stavljanjem poluvodiča između dva ogledala, poznatog kao optički mikrorezonator, istraživači su mogli manipulirati elektroničkim uzbuđenjima unutar materijala pomoću zarobljenih fotona. To je dovelo do formiranja bosonskih kvantnih čestica nazvanih eksiton-polaritoni, koji mogu proći fazni prijelaz i formirati kvantnu tekućinu ili kapljicu svjetlosti.
Tradicionalno, polaritonski kondenzati zahtijevaju kontinuirano optičko pumpiranje radi obnavljanja čestica i sprječavanja raspadanja. Međutim, što je jača intenzitet pumpiranja, kondenzat postaje energetski snažniji, što dovodi do bijega čestica i raspadanja prostornih korelacija. To je predstavljalo značajan izazov za optički programabilne polariton simulatore.
Kako bi riješili taj problem, znanstvenici iz CNR Nanotec u Lecceu i Fakulteta fizike na Sveučilištu u Varšavi okrenuli su se novoj generaciji poluvodičkih fotonskih rešetki. Iskorištavajući podvalne svojstva tih rešetki, uspjeli su poboljšati stabilnost i vijek trajanja polaritonskih tekućina koristeći se optičkim tehnikama.
Znanstvenici su postigli dva ključna napretka u svojim eksperimentima. Prvo, uspješno su potaknuli polaritone na kondenzaciju u vezano stanje u kontinuumu (BIC), koje je karakterizirano svojom neradijativnom naravi i dugim vijekom trajanja. Drugo, otkrili su da su polaritoni dobili negativnu efektivnu masu zbog disperzijske relacije od rešetke. To je spriječilo pumpirane polaritone da lako upadnu kroz normalne kanale raspadanja.
Ovi napredci omogućili su znanstvenicima stvaranje makroskopskih kompleksa interakcijom i hibridizacijom višestrukih polariton kapljica. Mogli su prilagoditi i konfigurirati molekularne aranžmane i lance koristeći ove umjetne atome – kondenzate negativne mase BIC polaritona. Platforma nudi jedinstvenu prednost optičke programabilnosti, istovremeno zadržavajući visoke vijekove trajanja i zaštitu od kontinuuma.
Značajke ove istraživačke studije su dalekosežne. Otvara mogućnosti za razvoj kvantnih tekućina velikih razmjera s neviđenom koherentnošću i stabilnošću, omogućavajući strukturirano nelinearno lasersko zračenje i polaritonske simulacije složenih sustava. Jedinstvena svojstva ovih optički zarobljenih kvantnih kapljica drže ključ za otključavanje novih granica u kvantnoj fizici i tehnološkim napretcima.
Zaključno, razvoj ove nove metode koristeći optički zarobljene kvantne kapljice nudi uzbudljive izglede za stvaranje makroskopskih kvantnih tekućina. Mogućnost manipulacije i prilagodbe tih tekućina otvara nove pravce za znanstvena istraživanja i tehnološke primjene u različitim područjima.
The source of the article is from the blog rugbynews.at