Kısmen madde, kısmen ışık olan yeni bir quasiparticle, ABD'deki City College of New York'taki araştırmacılar tarafından yapılan deneylerde, ışığı ultra ince iki boyutlu bir antiferromanyet yığınına bağlayarak gözlemledi. Çalışmanın lazerler veya dijital veri depolama gibi cihazlar üzerinde etkileri olabilir.
Işığı maddeye güçlü bir şekilde bağlamak, kuantum malzemelerinde manyetizma, süper iletkenlik ve ferroelektrik gibi mühendislik özelliklerinin iyi bilinen bir yoludur. Bunu yapmanın bir yolu, ışığın iki veya daha fazla ayna arasında ileri geri yansıtıldığı yapılar olan temel parçacıklar ve optik mikro boşluklar arasında etkileşimler kurmaktır.
Fotonları spin ile ilişkili eksitonlarla güçlü bir şekilde birleştirir
Yeni çalışmada, liderliğindeki araştırmacılar Vinod Menon NiPS kimyasal formülüne sahip bir malzeme üzerinde çalıştı3. Bu malzeme, geçiş metali tiyofosfatlar olarak bilinen kimyasal bir aileye aittir ve yoğun madde fizikçileri, onu bir van der Waals (vdW) manyetik yalıtkanı olarak bilirler - yani, çeşitliliğe yol açan güçlü bir şekilde ilişkili parçacıklar içeren iki boyutlu bir malzeme. elektronik ve manyetik fazlar.
Araştırmacılar bir yığın ultra ince NiPS yerleştirdiğinde3 Optik bir mikro boşluk içindeki katmanları incelerken, malzemedeki spin ile ilişkili eksitonlar (elektron-deliği çiftlerinden oluşan yarı parçacıklar) ile boşluğun aynaları arasında sıkışan fotonlar arasında güçlü bir bağlantı gözlemlediler. Bu foton-eksiton eşleşmesi, eksiton, foton ve spin özelliklerine sahip olan ve eksiton-polariton olarak bilinen, daha önce gözlemlenmemiş bir kuasipartikül tipine yol açmıştır.
Kısmen ışık, kısmen madde
Bu yeni kuasipartiküller aslında "kısmi ışık" olduğundan, birçok açıdan fotonlar gibi davranırlar, diyor. Florian Dirnberger, bir makalenin baş yazarı olan Doğa Nanoteknolojisi İşte. “Ancak onların madde kısmı manyetik bir malzemeden kaynaklanıyor, bu yüzden özellikleri malzemenin antiferromanyetik düzenine güçlü bir şekilde bağlı” diye ekliyor. "Bu, güçlü doğrusal kutuplaşmaya yol açar."
Anormal Josephson etkisi topolojik bir yalıtkanda görünüyor
Araştırmacılara göre, ışığın manyetik malzemelerle arayüzlenmesi yaklaşımı, lazerlerde ve dijital veri depolamada uygulamaları olabilecek verimli manyeto-optik etkilere yönelik umut verici bir yol. Dahası, yeni manyetik kuasipartikül sınıfı, düşük frekanslı magnonlar (bir malzemenin spin manyetik momentlerinin toplu salınımları), yüksek frekanslı eksitonlar ve görünür ışık arasındaki etkileşimler yoluyla kuantum transdüksiyonu için kullanılabilir.
Ekip üyeleri, kuantum malzemeleri optik boşluklara yerleştirildiğinde kuantum elektrodinamik vakumun rolünü daha iyi anlamak amacıyla çalışmalarını genişletmeyi planladıklarını söylüyorlar. Klasik (termodinamik denge) rejimde karşılığı olmayan maddenin yeni kuantum evrelerini gerçekleştirmeyi umuyorlar.
