ظهر شبه جسيم جديد هو جزء من المادة ، جزء من الضوء في تجارب أجراها باحثون في كلية مدينة نيويورك بالولايات المتحدة ، الذين لاحظوا ذلك عن طريق اقتران الضوء بمجموعة من المغناطيسات المقاومة فائقة الرقة ثنائية الأبعاد. يمكن أن يكون للعمل آثار على أجهزة مثل الليزر أو لتخزين البيانات الرقمية.
يعتبر اقتران الضوء بقوة بالمادة طريقة معروفة جيدًا لخصائص الهندسة مثل المغناطيسية والموصلية الفائقة والكهرباء الفيروكهربائية في المواد الكمومية. تتمثل إحدى طرق القيام بذلك في إنشاء تفاعلات بين الجسيمات الأولية والفراغات الدقيقة الضوئية ، وهي هياكل ينعكس فيها الضوء ذهابًا وإيابًا بين مرآتين أو أكثر.
اقتران الفوتونات بقوة مع الإكسيتونات المرتبطة بالدوران
في العمل الجديد ، بقيادة الباحثين فينود مينون درس مادة مع الصيغة الكيميائية NiPS3. تنتمي هذه المادة إلى عائلة كيميائية تُعرف باسم الثيوفوسفات المعدني الانتقالي ، ويعرف فيزيائيو المادة المكثفة أنها عازل مغناطيسي من فان دير فالس (vdW) - أي مادة ثنائية الأبعاد تحتوي على جسيمات شديدة الارتباط تؤدي إلى تنوع من المراحل الإلكترونية والمغناطيسية.
عندما وضع الباحثون كومة من NiPS فائقة الرقة3 الطبقات داخل تجويف دقيق بصري ، لاحظوا اقترانًا قويًا بين الإكسيتونات المرتبطة بالدوران (أشباه الجسيمات المصنوعة من أزواج ثقب الإلكترون) في المادة والفوتونات المحاصرة بين مرايا التجويف. أدى اقتران الفوتون والإكسيتون هذا إلى ظهور نوع لم يُرصد سابقًا من أشباه الجسيمات يُعرف باسم إكسيتون-بولاريتون الذي له خصائص الإكسيتونات والفوتونات والسبينات.
جزء خفيف ، جزء مهم
نظرًا لأن أشباه الجسيمات الجديدة هي ، في الواقع ، "جزء خفيف" ، فإنها تتصرف مثل الفوتونات في كثير من النواحي ، كما يقول فلوريان ديرنبيرجر، وهو المؤلف الرئيسي لورقة بحثية باللغة الإنجليزية طبيعة التكنولوجيا النانوية في العمل. ويضيف قائلاً: "جزء المادة الخاص بهم ، مع ذلك ، ينبع من مادة مغناطيسية ، لذا فإن خصائصها مرتبطة بشدة بالترتيب المغناطيسي للمادة المضادة". "هذا يؤدي إلى استقطاب خطي قوي."
يظهر تأثير جوزيفسون الشاذ في عازل طوبولوجي
وفقًا للباحثين ، فإن هذا النهج للتفاعل بين الضوء والمواد المغناطيسية هو مسار واعد نحو تأثيرات مغناطيسية ضوئية فعالة يمكن أن يكون لها تطبيقات في الليزر وفي تخزين البيانات الرقمية. علاوة على ذلك ، يمكن استخدام الفئة الجديدة من أشباه الجسيمات المغناطيسية للتنقل الكمي من خلال التفاعلات بين المغنونات منخفضة التردد (التذبذبات الجماعية للحظات المغنطيسية المغزلية للمادة) ، والإكسيتونات عالية التردد والضوء المرئي.
يقول أعضاء الفريق إنهم يخططون الآن لتوسيع دراستهم في محاولة لفهم دور الفراغ الكهروديناميكي الكمومي بشكل أفضل عند وضع المواد الكمومية في التجاويف الضوئية. إنهم يأملون في تحقيق مراحل كمومية جديدة للمادة ليس لها نظير في النظام الكلاسيكي (التوازن الديناميكي الحراري).
