Nyere forskning har vist at det er mulig å lage en ny form for lys ved å koble lys til ett elektron og derved kombinere egenskapene til begge deler. Bundet lys og et elektron kan ha egenskaper som fører til kretsløp som fungerer med lyspakker - fotoner - i stedet for elektroner, ifølge forskere ved Imperial College London, som utførte studien.
Det vil også tillate forskere å studere kvantefysiske fenomener der partikler mindre enn atomer er involvert.
I konvensjonelle materialer samhandler lys med en rekke elektroner som finnes på og inne i materialet. Men ved å bruke teoretisk fysikk for å modellere oppførselen til lys og en nyoppdaget klasse av materialer kjent som topologiske isolatorer, har forskere ved Imperial College funnet ut at det kan samhandle med bare ett elektron på overflaten.
Dette lar deg lage et par som kombinerer egenskapene til lys og elektron. Vanligvis beveger lys seg i en rett linje, men når den er festet til et elektron, følger det banen på overflaten av materialet.
I en studie publisert i Nature Communications, modellerte Dr. Vincenzo Giannini og kolleger dette samspillet ved hjelp av en nanopartikkel - en liten ball mindre enn 0,00000101 meter i diameter - fra en topologisk isolator.
Modellene deres viste at akkurat som lys tar på seg et elektroniske egenskaper og går gjennom en partikkel, så tar et elektron på seg noen lysegenskaper. Vanligvis når elektroner beveger seg gjennom materialer - for eksempel i en elektrisk krets - stopper de når de møter en feil. Men som Gianninis gruppe viste, selv om det var ufullkomne områder på overflaten av nanopartikkelen, ville elektronet fremdeles overvinne dem ved hjelp av lys.
Hvis dette kan brukes på fotoniske kretsløp, vil de være mer pålitelige og mindre utsatt for nedbrytning og fysiske defekter.
Resultatene av denne forskningen vil ha stor innvirkning på hvordan vi forestiller oss lys. Topologiske isolatorer er bare blitt oppdaget det siste tiåret, men de gir oss allerede nye fenomener å studere og nye måter å teste viktige begreper innen fysikk på, sier Giannini. Og han legger til at fenomenene han modellerte i eksperimenter kan observeres ved hjelp av moderne teknologi, og gruppen hans jobber allerede med eksperimentelle fysikere for å implementere dette.
Salgsfremmende video:
Han mener at prosessen som fører til skapelsen av en ny form for lys kan skaleres for å gjøre slike fenomener mye lettere å observere. For øyeblikket kan kvantefenomener bare sees ved å studere veldig små objekter eller superkjølte objekter, men det siste gjennombruddet kan tillate forskere å studere denne oppførselen ved romtemperatur.
ILYA KHEL
