Физики впервые сфотографировали квазичастицу света и материиМОСКВА, 8 июн – РИА Новости. Ученые впервые увидели то, как возникает и распадается поляритон – квазичастица, способная одновременно вести себя и как частица, и как волна, компьютеры на базе которых будут в миллионы раз быстрее их современных аналогов, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics. Мы первые, кому удалось увидеть эти квазичастицы, получить их фотографии и понять, как они распространяются, накладываются друг на друга и излучают свет. Создание пар экситонов-поляритонов при комнатной температуре открывает дорогу для создания нанофотонных микросхем, способных заменить кремниевую микроэлектронику, — заявил Чже Фэй (Zhe Fei) из университета Айовы в Эймсе (США). Сегодня практически все физики, за исключением небольшой группы маргиналов, полагают, что свет одновременно ведет себя и как частицы, и как электромагнитные волны. На базе этого феномена, который в прошлом не совсем корректно называли корпускулярно-волновым дуализмом, построены многие современные технологии, такие как матрицы фотокамер и различные светодатчики. © Fotolia / kastoОткрытие физиков из МФТИ может ускорить компьютеры в 10 раз Ученые достаточно давно пытались подтвердить двойную природу фотонов, частиц света, однако все такие эксперименты заканчивались безрезультатно — свет позволял нам смотреть на себя только с одной стороны, проявляя себя только в качестве частицы или волны. Поляритоны представляют собой одну из относительно недавно созданных виртуальных частиц, которая, как и фотон, одновременно ведет себя как волна и как частица. Он состоит из трех компонентов — оптического резонатора, набора из двух зеркал-отражателей, заточенной между ними световой волны и квантового колодца – атома и вращающегося вокруг него электрона, который периодически поглощает и испускает квант света. Фэй и его коллеги впервые смогли увидеть эти квазичастицы и сфотографировать то, как они возникают и движутся внутри сверхтонкой пластинки из диселенида молибдена – полупроводникового материала с несколькими необычными свойствами. Главным необычным свойством этого вещества, как рассказывает Фэй, является то, что внутри него могут возникать поляритоны уже при комнатной температуре, а не только при охлаждении пластины почти до абсолютного нуля. Это позволило ученым использовать обычный сканирующий оптический микроскоп для наблюдений за ними, а не дорогостоящие спектроскопы, способные отслеживать сигналы, порождаемые поляритонами при сверхнизких температурах.© Фото : EPFL/Fabrizio CarboneФизики получили первые в мире снимки частицо-волны света Воспользовавшись этой чертой диселенида молибдена, Фэй и его коллеги смогли не только увидеть поляритоны при помощи своих собственных глаз, но и измерить их некоторые физические характеристики. К примеру, ученые обнаружили, что подобные квазичастицы могут проходить необычно большое расстояние – около 12 микрометров – даже при комнатной температуре.© Фото : Ignatov et al. / Annalen der Physik 2016Физики из МФТИ идеально выдрессировали плазмоны Это открытие, в частности, говорит о том, что подобные квазичастицы можно использовать в качестве переносчиков информации в будущих световых компьютерах. По оценкам Фэя, подобные вычислительные системы смогут работать в миллионы раз быстрее, чем современная кремниевая микроэлектроника, и при этом потреблять аналогичное или даже меньшее количество энергии. Источник: |
|
