kidsproduct.ru

Недавно проведенное исследование показало, что можно создать новую форму света, связав свет с одним электроном, в результате чего будут совмещены свойства обоих. По мнению ученых из Имперского колледжа в Лондоне, которые проводили исследование, связанный свет и электрон могут обладать свойствами, которые приведут к созданию схем, работающих с пакетами света — фотонами — вместо электронов.

Также это позволит ученым изучать квантово-физические явления, в которых замешаны частицы меньше атомов.

«Результаты этого исследования окажут огромное влияние на то, как мы представляем себе свет. Топологические изоляторы обнаружили только в прошлом десятилетии, но они уже предоставляют нам новые явления для изучения и новые пути для проверки важных понятий в физике», говорит Джаннини. И добавляет, что явления, смоделированные им в экспериментах, можно наблюдать с применением современных технологий, и его группа уже работает с физиками-экспериментаторами над воплощением этого.

В исследовании, опубликованном в Nature Communications, доктор Винченцо Джаннини и его коллеги смоделировали такое взаимодействие, взяв за основу наночастицу — небольшой шарик менее 0,00000001 метра в диаметре — из топологического изолятора.

Он полагает, что процесс, который приводит к созданию новой формы света, можно масштабировать так, чтобы подобные явления наблюдались гораздо легче. В настоящее время, квантовые явления можно увидеть только изучая очень маленькие объекты или переохлажденные объекты, но последний прорыв может позволить ученым изучать эти виды поведения при комнатной температуре.

Если это получится применить к фотонным схемам, они будут более надежными и менее подвержены разрушению и физическим дефектам.

В обычных материалах свет взаимодействует с целым набором электронов, присутствующих на поверхности и внутри материала. Но используя теоретическую физику для моделирования поведения света и недавно обнаруженный класс материалов, известных как топологические изоляторы, исследователи Имперского колледжа выяснили, что он может взаимодействовать с одним только электроном на поверхности.

Это позволяет создать пару, объединяющую свойства света и электрона. Обычно, свет движется по прямой линии, но будучи привязанным к электрону, он последует по его пути на поверхности материала.

Их модели показали, что точно так же, как свет принимает свойства электрона и проходит по частице, так и электрон принимает некоторые свойства света. Обычно, когда электроны движутся по материалам — например, в электрической схеме — они останавливаются при встрече с дефектом. Но как показала группа Джаннини, даже если на поверхности наночастицы были несовершенные участки, электрон все равно преодолевал их при помощи света.