ควอซิพิเคิลครึ่งแสงครึ่งสสารปรากฏในแม่เหล็กแวนเดอร์วาลส์

quasiparticle ใหม่ที่เป็นส่วนหนึ่งของสสารและแสงบางส่วนได้เกิดขึ้นในการทดลองโดยนักวิจัยที่ City College of New York ประเทศสหรัฐอเมริกา ซึ่งสังเกตได้จากการจับคู่แสงเข้ากับกลุ่มของสารต้านแม่เหล็กสองมิติบางเฉียบ งานนี้อาจมีความเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์เช่นเลเซอร์หรือการจัดเก็บข้อมูลดิจิทัล

การรวมแสงเข้ากับสสารเป็นวิธีการที่รู้จักกันดีในด้านคุณสมบัติทางวิศวกรรม เช่น ความเป็นแม่เหล็ก ตัวนำยิ่งยวด และความเป็นไฟฟ้าในวัสดุควอนตัม วิธีหนึ่งในการทำเช่นนี้คือการตั้งค่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคมูลฐานและโพรงขนาดเล็กเชิงแสง ซึ่งเป็นโครงสร้างที่แสงสะท้อนกลับไปกลับมาระหว่างกระจกสองบานหรือมากกว่า

เชื่อมต่อโฟตอนอย่างแรงกับ exciton ที่สัมพันธ์กันของสปิน

ในงานใหม่นี้ นักวิจัยนำโดย วินอด เมนอน ศึกษาวัสดุที่มีสูตรเคมี NiPS₃. วัสดุนี้เป็นของตระกูลเคมีที่เรียกว่าไทโอฟอสเฟตของโลหะทรานซิชัน และนักฟิสิกส์ของสสารควบแน่นรู้ว่ามันเป็นฉนวนแม่เหล็กแวนเดอร์วาลส์ (vdW) นั่นคือวัสดุสองมิติที่ประกอบด้วยอนุภาคที่สัมพันธ์กันอย่างมากซึ่งก่อให้เกิดความหลากหลาย ของเฟสอิเล็กทรอนิกส์และแม่เหล็ก

เมื่อนักวิจัยนำ NiPS บางเฉียบวางซ้อนกัน₃ ชั้นต่างๆ ภายในโพรงขนาดเล็กแบบออปติก พวกเขาสังเกตเห็นการมีเพศสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งระหว่าง excitons ที่มีความสัมพันธ์แบบสปิน (quasiparticles ที่ทำจากคู่ของรูอิเล็กตรอน) ในวัสดุและโฟตอนที่ติดอยู่ระหว่างกระจกของโพรง การมีเพศสัมพันธ์โฟตอน-เอ็กซิตอนนี้ก่อให้เกิดอนุภาคควอซิตอนชนิดที่ไม่มีใครสังเกตก่อนหน้านี้ ซึ่งเรียกว่าเอ็กซิตอน-โพลาริตอนซึ่งมีคุณสมบัติของเอ็กซิตอน โฟตอน และสปิน

แสงสว่างเป็นส่วนหนึ่ง

เนื่องจาก quasiparticles ใหม่เหล่านี้เป็น "แสงบางส่วน" พวกมันจึงมีพฤติกรรมเหมือนโฟตอนหลายประการ กล่าว ฟลอเรียน เดิร์นเบอร์เกอร์, ซึ่งเป็นผู้เขียนนำของบทความใน นาโนเทคโนโลยีธรรมชาติ ในการทำงาน "ส่วนสสารของมันเกิดจากวัสดุแม่เหล็ก ดังนั้นคุณสมบัติของมันจึงเชื่อมโยงอย่างมากกับลำดับการต่อต้านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของวัสดุ" เขากล่าวเสริม "สิ่งนี้ก่อให้เกิดโพลาไรเซชันเชิงเส้นที่แข็งแกร่ง"

นักวิจัยกล่าวว่าวิธีการเชื่อมต่อแสงกับวัสดุแม่เหล็กเป็นเส้นทางที่มีแนวโน้มไปสู่เอฟเฟกต์แสงแม่เหล็กที่มีประสิทธิภาพซึ่งอาจมีการใช้งานในเลเซอร์และในการจัดเก็บข้อมูลดิจิทัล ยิ่งไปกว่านั้น อนุภาคควอซิพัทเทอร์แม่เหล็กชนิดใหม่สามารถใช้สำหรับการถ่ายโอนควอนตัมผ่านการโต้ตอบระหว่างแมกนอนความถี่ต่ำ (การสั่นแบบรวมของโมเมนต์แม่เหล็กหมุนของวัสดุ) เอ็กซิตอนความถี่สูงและแสงที่มองเห็นได้

สมาชิกในทีมกล่าวว่าตอนนี้พวกเขาวางแผนที่จะขยายการศึกษาของพวกเขาในความพยายามที่จะเข้าใจบทบาทของสูญญากาศไฟฟ้าพลศาสตร์ควอนตัมเมื่อวัสดุควอนตัมถูกใส่เข้าไปในโพรงแสง พวกเขาหวังว่าจะตระหนักถึงขั้นตอนควอนตัมใหม่ของสสารที่ไม่มีคู่ขนานในระบอบการปกครองแบบคลาสสิก (สมดุลทางอุณหพลศาสตร์)