Posledný výskum ukázal, že je možné vytvoriť novú formu svetla spojením svetla s jedným elektrónom, čím sa kombinujú vlastnosti oboch. Viazané svetlo a elektrón môžu mať vlastnosti, ktoré vedú k obvodom, ktoré pracujú s paketmi svetla - fotónmi - namiesto elektrónov, tvrdí vedci z Imperial College London, ktorí túto štúdiu vykonali.
Umožní to tiež vedcom študovať kvantové fyzikálne javy, v ktorých sú obsiahnuté častice menšie ako atómy.
V konvenčných materiáloch svetlo interaguje s rôznymi elektrónmi prítomnými na a vo vnútri materiálu. Ale pomocou teoretickej fyziky na modelovanie správania sa svetla a novoobjavenej triedy materiálov známych ako topologické izolátory vedci z Imperial College zistili, že môže interagovať iba s jedným elektrónom na povrchu.
To vám umožní vytvoriť pár, ktorý kombinuje vlastnosti svetla a elektrónu. Svetlo sa zvyčajne pohybuje v priamej línii, ale keď je pripojené k elektrónu, bude sledovať svoju cestu na povrchu materiálu.
V štúdii publikovanej v publikácii Nature Communications Dr. Vincenzo Giannini a jeho kolegovia modelovali túto interakciu pomocou nanočastice - malej gule s priemerom menším ako 0,00000001 metrov - z topologického izolátora.
Ich modely ukázali, že rovnako ako svetlo preberá vlastnosti elektrónu a prechádza časticou, elektrón preberá niektoré vlastnosti svetla. Keď sa elektróny pohybujú materiálmi - napríklad v elektrickom obvode - zvyčajne sa zastavia, keď narazia na chybu. Ako však ukázalo Gianniniho skupina, aj keby na povrchu nanočastíc boli nedokonalé oblasti, elektrón by ich pomocou svetla stále prekonal.
Ak sa to dá aplikovať na fotonické obvody, budú spoľahlivejšie a menej náchylné na degradáciu a fyzické defekty.
„Výsledky tohto výskumu budú mať obrovský vplyv na to, ako si predstavujeme svetlo. Topologické izolátory boli objavené až v poslednom desaťročí, ale už nám poskytujú nové fenomény na štúdium a nové spôsoby testovania dôležitých fyzikálnych pojmov, “hovorí Giannini. Dodáva, že javy, ktoré modeloval v pokusoch, je možné pozorovať pomocou moderných technológií a jeho skupina už pracuje s experimentálnymi fyzikmi na ich implementácii.
Propagačné video:
Domnieva sa, že proces, ktorý vedie k vytvoreniu novej formy svetla, môže byť prispôsobený tak, aby sa tieto javy oveľa ľahšie pozorovali. Kvantové javy je v súčasnosti možné pozorovať iba študovaním veľmi malých objektov alebo podchladených objektov, ale najnovší prielom môže vedcom umožniť študovať tieto správanie pri izbovej teplote.
ILYA KHEL