Tekla
9 °C
16 °C

Elektront és fotont kötöttek párba

2016.08.08. 12:09

A fotonok és az egyedülálló elektronok összekapcsolásával a fény teljesen új formáját hozták létre az Imperial College London fizikus kutatói.

A fény részecskéi a fotonok, és amikor más anyagokkal érintkeznek, akkor az anyag felszínén számos elektronnal interakcióba lépnek. Ezt az interakciót modellezte a Vincenzo Giannini által vezetett kutatócsoport az alig egy évtizede felfedezett új anyagtípus, a topologikus szigetelő segítségével. 

Az egyetlen nanorészecskéből álló topologikus szigetelőre épülő digitális modell kimutatta, hogy a fény csak egyetlen felszíni elektronnal lépne interakcióba.

Az elektron-foton kombináció azonban mindkét anyag bizonyos tulajdonságaival rendelkezik. A fény normális esetben egy egyenes vonal mentén halad, de amikor a fotont egy elektronhoz kötik, akkor követhetik az elektron pályáját. Az elektron pedig általában megáll, ha rosszul vezető anyaghoz ér, de a fotonok lehetővé teszik, hogy párban tovább mozogjanak.

Giannini már felvette a kapcsolatot más fizikusokkal, hogy a gyakorlatban, kísérletekkel is teszteljék a modellt, mert a foton-elektron páros sok gyakorlati előnnyel kecsegtet. A részecske javíthatja a fény alapú áramkörök tartósságát, kevésbé lennének érzékenyek a zavaró tényezőkre és a fizikai tökéletlenségekre.

Emellett a részecske lehetővé tenné a kvantumjelenségek, például a szuperpozíció tanulmányozását, amikor a részecske egyszerre két különböző állapotban létezik, mégpedig a látható tartományban, szobahőmérsékleten. A kvantumjelenségeket most csak elképesztően parányi részecskéken, iszonyúan alacsony hőmérsékleten tudják kutatni.