Dolar 9,3218
Euro 10,8357
Altın 529,53
BİST 1.418
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 16 °C
Sağanak Yağışlı

Optik Olarak Üretilen Işık Kuantum Akışkanları, Yoğun Madde Fiziğinde Egzotik Madde-Dalga Durumlarını Ortaya Çıkarıyor

03.10.2021
13
Optik Olarak Üretilen Işık Kuantum Akışkanları, Yoğun Madde Fiziğinde Egzotik Madde-Dalga Durumlarını Ortaya Çıkarıyor

Polariton yoğuşmalarının Scatterer Lieb kafesi. Kredi: S. Alyatkin, et al. DOI: 10.1038/s41467-021-25845-4

Skoltech ve İngiltere, Southampton Üniversitesi’nden araştırmacılar, düğümleri polaritonları barındıran yapay bir kafes oluşturmak için tamamen optik yöntemler kullandılar – yarı iletkenlerde yarı hafif ve yarı madde uyarıları olan yarı parçacıklar. Genellikle doğada oluşmayan bu sözde Lieb kafesi, ekibin yoğun madde fiziği için önemli olan çığır açan sonuçları göstermesini sağladı. Uygulamalar açısından bakıldığında, lazerle üretilen polariton kafes, rapor edilmiştir. Doğa İletişimi, dağılım yönetimine ve yönlendirilmiş ışığa dayanan optik bilgisayarlar gibi yeni nesil cihazların tasarımı için kullanılabilir.

Güçlü ışık-madde eşleşme rejiminde, bir mikro boşluk oluşturan iki ayna arasına yerleştirilen bir yarı iletkendeki elektronik uyarılar, içinde hapsolmuş fotonlardan güçlü bir şekilde etkilenir. Bu, eksiton-polaritonlar veya kısaca polaritonlar olarak adlandırılan yeni kuantum modlarına yol açar. Mikro ölçekte hibrit madde dalgası ve fotonik fenomenlerin incelenmesini sağlarlar. Doğru koşullar altında, polaritonlar, Bose-Einstein yoğuşmalarına benzer, maddenin tutarlı çok cisimli hallerini oluşturabilir ve egzotik enerji tüketen doğrusal olmayan dinamiklere erişim sağlayabilir.

Araştırmacılar, genellikle doğada bulunmayan yapay optik kafeslerde bu yoğuşmaların nasıl davrandığını araştırmaya karar verdiler. Bunun için, uzak yüzeylere süslü desenler yansıtmak için lazer işaretçi kapaklarından farklı olarak, bir lazer ışınını boşluğun içindeki bir kafese dönüştürmek için programlanabilir bir uzaysal ışık modülatörü kullandılar. Üretilen polaritonlar hem sayıca arttı hem de lazer alanının en yoğun olduğu yerde daha enerjik hale geldi. Yeterince yüksek lazer gücünde, polaritonlar, kafesin potansiyel maksimumu üzerinde bulunan kondensatlar oluşturmaya başladı. Bu sözde balistik rejimde, kondensatlardan kaçan yüksek enerjili polariton dalgaları kafes boyunca dağılır ve kırınıma uğrar.

Araştırmacılar, kafes sabiti azaldığında, yoğuşmaların balistik rejimden, şimdi kafesin potansiyel minimumlarında bulunan derinden kapana kısılmış yoğuşmaların zıt durumuna bir faz geçişi geçirdiğini gözlemlediler. Ara kafes sabitlerinde, sistem, polariton dalgalarının delokalize mi yoksa lokalize mi olacağına “karar veremiyor” ve bunun yerine kondensatlar çoklu enerjiler arasında kırılıyor. Böyle bir geçiş polariton kafeslerde daha önce hiç gözlemlenmemişti.

Araştırmacılar daha sonra, katı hal fiziğindeki en egzotik özelliklerden birini – parçacık kütlesinin fiilen sonsuz hale geldiği, düz bantlar olarak da bilinen tamamen dağılmasız kristal bantları – üretebileceklerini göstermeye devam ettiler. Bunun için, doğada geleneksel olarak bulunmayan ve düz bantlara sahip olduğu bilinen bir optik Lieb kafesi tasarladılar.

Bu hikayede bildirilen çalışma, ekibin bulguları hakkında şu yorumu yapan Profesör Pavlos Lagoudakis liderliğindeki Hybrid Photonics Lab’den genç araştırmacılar tarafından ortaklaşa yazılmıştır: “Laboratuvarımız, polariton kondensatlarının optik kafesleri konusunda büyük bir uzmanlık geliştirdi ve bu çalışmayla bir adım daha atmış olduk. Bu sonuçlar, doğrusal olmayan optik, yoğun madde fiziği, soğuk atomlar, hafif madde fiziği ve polaritonikleri kapsayan geniş bir bilimsel topluluğa büyük ilgi duyacaktır. Bu, optik olarak oluşturulmuş polariton kafeslerde madde ve düz bant mühendisliğinin önemsiz aşamalarının ilk gösterimidir. Daha önce, polariton sistemlerindeki düz bant durumları sadece litografik olarak yazılmış yapılarda gösterilmişti.

Makalenin ilk yazarı, Skoltech’ten deneysel fizikçi Dr. Sergey Alyatkin ve Southampton Üniversitesi’nden meslektaşı teorik fizikçi Dr. Helgi Sigurdsson şunları ekledi: “Çalışmamız optik kontrol ve zenginlikteki ilerlemelerin çok güzel bir göstergesi. polaritonik alanında. Kafeslerdeki mikro boşluk polaritonlarını ne kadar çok incelersek, o kadar ilginç etkiler gözlemleriz. En son sonuçlarımız, madde-dalga yarı parçacıkların durağan olmayan kafes karışımlarının keşfedilmemiş fiziğine bir yol açtı ve kendimizi belirli bir araştırılmış kafes türüyle sınırlamıyoruz.

Referans: S. Alyatkin, H. Sigurdsson, A. Askitopoulos, JD Töpfer ve PG Lagoudakis, 22 Eylül 2021, “Tamamen optik saçıcı kafeslerde ışığın kuantum akışkanları”, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-021-25845-4

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.