Просмотр по

Конденсат поляритонов впервые получен при комнатной температуре

Конденсат поляритонов впервые получен при комнатной температуре

Исследователи из Монреальского политехнического университета и Лондонского имперского колледжа (ICL) впервые продемонстрировали в макроскопическом масштабе волноподобное квантовое поведение поляритонного конденсата при комнатной температуре. Об этом существенном достижении в понимании квантовых объектов и манипулировании ими сообщает статья в журнале Physical Review Letters.

Обычно, волновое поведение квантовых объектов наблюдается только на расстояниях, сравнимых с диаметром атома. Исключением являются бозоны, совокупность которых в одинаковых квантовых состояниях может формировать макроскопические квантовые объекты — конденсаты Бозе-Эйнштейна.

Для уравнивания состояний частиц, необходимого для формирования конденсата, температуру обычно понижают почти до абсолютного нуля. Это требует дорогого криогенного оборудования и сложных лабораторных методик.

Для того, чтобы получить конденсат при комнатной температуре, сначала была создана ловушка для накопления поляритонов. Она состояла из органической пленки толщиной 100 нм, находящейся между двумя почти идеальными зеркалами.

Конденсат создавали, возбуждая лучом лазера достаточное количество поляритонных квазичастиц. Его возникновение сопровождалось испусканием синего света. При этом габариты конденсата были сопоставимы с толщиной человеческого волоса, что для квантовых процессов является гигантским масштабом.

До сих пор большинство поляритонных экспериментов проводились с использованием сверхчистых кристаллических полупроводников. Новая работа показала, что возможно получать сопоставимое квантовое поведение, применяя «грязные» и неупорядоченные материалы, такие как органические молекулы. Это позволит в дальнейшем существенно упростить исследования в данной области и снизить расходы на их проведение.

Авторы также смогли показать, что размер органического поляритонного конденсата не может превосходить приблизительно 100 мкм. Выше этого предела конденсат начинает саморазрушаться, распадаясь на фрагменты и образуя вихри.

Поляритоны в конденсате ведут себя так же, как фотоны в лазере. Изучение его, таким образом, открывает перспективы создания из дешевых органических материалов поляритонных микролазеров, более эффективных и легче активируемых, чем обычные лазеры. Другое интересное приложение — мощные транзисторы, полностью работающие со светом.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *