Un articolo che descrive i risultati dello studio è stato pubblicato nella rivista Revisione fisica B Lettere. Polariton è una particella quantistica costituita da fotoni ed ecciton. Grazie al duetto unico di luce e materia, Polariton apre le ampie prospettive per creare una nuova generazione di dispositivi basati su Polariton.
I ricercatori della Facoltà di Matematica applicata e della fisica teorica dell'Università di Cambridge Alexander Johnston e Kirill Kalinin e professore del Centro per fotonica e materiali quantistici di Skoltech e Cambridge University Natalya Berloff hanno dimostrato che i condensati di Polariton geometricamente correlati presenti nei dispositivi a semiconduttori sono in grado di simulare molecole con proprietà diverse.
La solita molecola è una serie di atomi associati in un determinato ordine. Secondo le sue proprietà fisiche di una molecola, ad esempio, la molecola dell'acqua H2O, differisce in modo significativo dagli atomi incluse nella sua composizione, in questo caso, atomi di idrogeno e ossigeno. "Nel nostro lavoro, mostriamo che i cluster di interagire polariton e condensa fotonica possono formare una serie di strutture esotiche e completamente diverse -" molecole ", per influenzare il quale è possibile artificialmente. Queste "molecole artificiali" e i condensati inclusi nella loro composizione hanno stati fondamentalmente diversi stati energetici, proprietà ottiche e modalità di oscillazione ", afferma Alexander Johnston.
Nel processo di modellazione numerica di due, tre e quattro condensati interattivi Polariton, i ricercatori hanno attirato l'attenzione sulla presenza di insoliti stati stazionari asimmetrici. Allo stesso tempo, solo alcuni dei condensati avevano la stessa densità nello stato principale. "Nel corso di ulteriori ricerche, abbiamo scoperto che tali stati possono prendere una varietà di forme che possono essere controllate regolando i singoli parametri fisici del sistema. Sulla base di queste osservazioni, abbiamo fatto un'ipotesi dell'esistenza di "molecole di polariton artificiale" e abbiamo offerto di indagare sulle possibilità del loro utilizzo nei sistemi di informazione quantistica ", continua Alexander Johnston.
In particolare, i ricercatori hanno considerato il cosiddetto "diamante asimmetrico" costituito da due condensati interagenti con un numero ineguagliante di particelle, nonostante il fatto che cadono su di loro la stessa quantità di luce. Quando si combinano due matrici, si forma una struttura di notebook, simile a un certo senso da una molecola homo-tenore, ad esempio, molecola di idrogeno H2. Inoltre, le molecole di polariton artificiali possono formare strutture più complesse che possono essere considerate come "composti di polariton artificiali".
"Non vediamo ostacoli per creare strutture più complesse. Pertanto, il nostro studio ha permesso di identificare la presenza di una vasta gamma di stati asimmetrici esotici nelle configurazioni AirTal, e in alcune strutture, tutti i condensati avevano una densità diversa (nonostante la stessa forza di tutti i composti), il che rende possibile il trasporto fuori un'analogia con composti chimici ", aggiunge Alexander Johnston.
Se, in strutture notebook separate, ogni diamante asimmetrico è considerato come "spin" separato, determinato dall'orientamento dell'asimmetria della densità, comporterà interessanti cambiamenti nei gradi di libertà di sistema (parametri fisici indipendenti richiesti per determinare gli stati): I "backs" discreti appariranno a causa della disponibilità di "giri" della libertà di libertà in aggiunta ai gradi continui di libertà, che sono determinati dalle fasi della condensa.
È possibile controllare il relativo orientamento di ciascuno dei Diadi variando il potere della relazione tra loro. Dal momento che l'uso di un sistema ibrido-continuo discreto può migliorare l'accuratezza e l'efficacia del sistema di informazione quantistica, i ricercatori hanno proposto di utilizzare una struttura ibrida del notebook come base.
"Inoltre, abbiamo trovato una varietà di stati asimmetrici esotici nei sistemi di triade e notebook. Per garantire una transizione fluida da uno stato all'altro, è sufficiente modificare semplicemente la potenza del laser quando si ricevono condensati.
Data la presenza di tale proprietà, si può presumere che questi stati possano essere la base per un sistema logico Polariton che utilizza non zero e uno come nei calcoli classici, ma una gamma più ampia di stati discreti. Con l'aiuto di tale logica, i dispositivi Polariton potrebbero essere creati con un livello significativamente più basso di dissipazione di potenza rispetto ai metodi tradizionali e lavorando per diversi ordini di grandezza più veloce ", ha affermato il professor Natalia Berloff.
Fonte: scienza nuda