Un article que descriu els resultats de l'estudi es va publicar a la revista Physical Review Letters B. Polariton és una partícula quàntica formada per fotons i excitones. Gràcies a l'únic duet de llum i matèria, Polariton obre àmplies perspectives per crear una nova generació de dispositius basats en polaritons.
Investigadors de la Facultat de Matemàtiques Aplicades i Física Teòrica de la Universitat de Cambridge Alexander Johnston i Kirill Kalinin i professor del Centre de Fotònica i Materials Quàntics de Skoltech i Cambridge University Natalya Berloff van mostrar que els condensats de Polariton relacionats geomètricament es troben en dispositius semiconductors Simuleu les molècules amb diferents propietats.
La molècula habitual és un conjunt d'àtoms associats en un ordre determinat. Segons les seves propietats físiques d'una molècula, per exemple, la molècula d'aigua H2O, difereix significativament dels àtoms inclosos en la seva composició, en aquest cas, àtoms d'hidrogen i oxigen. "En el nostre treball, mostrem que els clústers d'interactuar polariton i de condensats fotònics poden formar una sèrie d'estructures exòtiques i completament diferents -" molècules ", per influir en què es pot artificialment. Aquestes "molècules artificials" i els condensats inclosos en la seva composició tenen fonamentalment diferents estats d'energia, propietats òptiques i modes d'oscil·lació ", diu Alexander Johnston.
En el procés de modelització numèrica de dos, tres i quatre condensats interactius de Polariton, els investigadors van cridar l'atenció sobre la presència d'estats estacionaris asimètrics inusuals. Al mateix temps, només alguns dels condensats tenien la mateixa densitat en l'estat principal. "En el curs d'altres investigacions, hem trobat que aquests estats poden prendre diverses formes que es poden controlar ajustant els paràmetres físics individuals del sistema. Basant-nos en aquestes observacions, vam fer una hipòtesi sobre l'existència de "molècules de polariton artificial" i vam oferir investigar les possibilitats del seu ús en sistemes d'informació quàntica ", continua Alexander Johnston.
En particular, els investigadors van considerar l'anomenat "diaris asimètric" que consisteix en dos condensats interactuants amb un nombre desigual de partícules, tot i que cauen sobre ells la mateixa quantitat de llum. En combinar dues matrius, es forma una estructura de quaderns, similar a cert sentit per una molècula homo-tenor, per exemple, molècula d'hidrogen H2. A més, les molècules de polaritó artificial poden formar estructures més complexes que es poden considerar "compostos de polariton artificial".
"No veiem cap obstacle per crear estructures més complexes. Així, el nostre estudi va permetre identificar la presència d'una àmplia gamma d'estats asimètrics exòtics en les configuracions d'aire, i en algunes estructures, tots els condensats tenien una densitat diferent (malgrat la mateixa força de tots els compostos), que permet portar-la Una analogia amb compostos químics, "afegeix Alexander Johnston.
Si, en estructures de portàtils separades, cada diaward asimètric es considera com un "gir" separat, determinat per l'orientació de l'asimetria de la densitat, comportarà canvis interessants en els graus de llibertat de sistema (paràmetres físics independents necessaris per determinar els estats): Discreta "Backs" apareixerà a causa de la disponibilitat de grau de llibertat "Spins", a més de titulacions de llibertat contínues, que es determinen per les fases de condensat.
Podeu controlar l'orientació relativa de cadascun dels Diads variant el poder de la relació entre ells. Atès que l'ús d'un sistema híbrid discret-continu pot millorar la precisió i l'eficàcia del sistema d'informació quàntica, els investigadors van proposar utilitzar una estructura de portàtil híbrid com a base.
"A més, hem trobat una varietat d'estats asimètrics exòtics en sistemes TRIAD i portàtils. Per garantir una transició suau d'un estat a un altre, és suficient per canviar el poder làser en rebre condensats.
Tenint en compte la presència d'aquesta propietat, es pot suposar que aquests estats poden ser la base per a un sistema lògic de Polariton que no utilitza zero i un com en càlculs clàssics, sinó una àmplia gamma d'estats discrets. Amb l'ajuda d'aquesta lògica, es podrien crear dispositius Polariton amb un nivell de dissipació de potència significativament més baix en comparació amb els mètodes tradicionals, i treballant per a diverses ordres de magnitud més ràpid ", va dir el professor Natalia Berloff.
Font: Ciència nua