A legfrissebb kutatások azt mutatták, hogy lehetséges egy új fényformát létrehozni, ha a fényt egy elektronhoz kapcsolják, és így kombinálják mindkettő tulajdonságait. A kötött fénynek és egy elektronnak olyan tulajdonságai lehetnek, amelyek az elektronok helyett fénycsomagokkal - fotonokkal - működő áramköröket eredményeznek, állítják a Londoni Imperial College kutatói, aki a tanulmányt készítette.
Ez lehetővé teszi a tudósok számára a kvantumfizikai jelenségek tanulmányozását is, amelyekben az atomoknál kisebb részecskék vannak jelen.
A hagyományos anyagokban a fény kölcsönhatásban áll az anyagon és az anyagon belül levő különféle elektronokkal. De az elméleti fizika segítségével a fény viselkedésének modellezésére és az újonnan felfedezett anyagcsoportra, amelyet topológiai szigetelő néven ismertek meg, az Imperial College kutatói rájöttek, hogy az csak egy felületen lévő elektronnal kölcsönhatásba léphet.
Ez lehetővé teszi egy olyan pár létrehozását, amely kombinálja a fény és az elektron tulajdonságait. Általában a fény egyenes vonalban halad, de amikor egy elektronhoz kapcsolódik, akkor az anyag felületén halad majd az útján.
A Nature Communications közzétett tanulmányában Dr. Vincenzo Giannini és munkatársai modelleztek egy ilyen interakciót nanorészecskék felhasználásával - egy kis, 0,00000001 méter átmérőjű kisebb golyóval - egy topológiai szigetelőből.
Modelleik azt mutatták, hogy ugyanúgy, ahogy a fény megkapja az elektron tulajdonságait és átjut a részecskén, úgy az elektron megkapja a fény bizonyos tulajdonságait. Általában, amikor az elektronok anyagon keresztül mozognak - például egy elektromos áramkörben -, akkor megállnak, amikor hibát észlelnek. De amint azt Giannini csoportja megmutatta, még ha a nanorészecskék felületén is voltak tökéletlen területek, az elektron mégis meg fogja küzdeni őket fény segítségével.
Ha ez alkalmazható a fotonikus áramkörökre, azok megbízhatóbbak és kevésbé hajlamosak a lebomlásra és a fizikai hibákra.
„Ennek a kutatásnak az eredményei óriási hatással lesznek arra, hogyan képzeljük el a fényt. A topológiai szigetelőket csak az elmúlt évtizedben fedezték fel, ám új jelenségeket kínálnak nekünk a tanulmányozáshoz és a fizika fontos fogalmainak tesztelésére szolgáló új módszerekkel”- mondja Giannini. És hozzáteszi, hogy a kísérletekkel modellezett jelenségeket a modern technológiával meg lehet figyelni, és csoportja már kísérleti fizikusokkal dolgozik ennek megvalósítása érdekében.
Promóciós videó:
Úgy véli, hogy a fény új formájának megteremtéséhez vezető folyamat méretezhető, hogy az ilyen jelenségeket sokkal könnyebben megfigyelhetővé tegyék. Jelenleg a kvantum jelenségeket csak nagyon kicsi vagy túlhűtött tárgyak tanulmányozásával lehet megfigyelni, de a legfrissebb áttörés lehetővé teheti a tudósok számára, hogy ezeket a viselkedéseket szobahőmérsékleten tanulmányozzák.
ILYA KHEL