Un articol care descrie rezultatele studiului a fost publicat în revista revizuirii fizice B Litere. Polaritonul este o particulă cuantică constând din foton și exciton. Datorită duetului unic al luminii și materiei, Polariton deschide perspective largi pentru crearea unei noi generații de dispozitive bazate pe polariton.
Cercetătorii Facultății de Matematică Aplicată și Fizica Teoretică a Universității din Cambridge Alexander Johnston și Kirill Kalinin și profesor de la Centrul de Fotonică și Materiale cuantice din Universitatea Skoltech și Cambridge Natalya Berloff au arătat că condensele polaritonale asociate geometric prezente în dispozitivele semiconductoare sunt capabile să Simulați moleculele cu proprietăți diferite.
Molecula obișnuită este un set de atomi asociați într-o anumită ordine. Conform proprietăților sale fizice ale unei molecule, de exemplu, molecula de apă H2O, diferă semnificativ de atomii incluși în compoziția sa, în acest caz, atomii de hidrogen și oxigen. "În munca noastră, arătăm că grupurile de interacțiune de polariton și condens fotonic pot forma o serie de structuri exotice și complet diferite -" molecule ", pentru a influența pe care le puteți în mod artificial. Aceste "molecule artificiale" și condensatele incluse în compoziția lor au stări fundamentale ale energiei, proprietăți optice și moduri de oscilație ", spune Alexander Johnston.
În procesul de modelare numerică a doi, trei și patru condensați polaritoni interactivi, cercetătorii au atras atenția asupra prezenței stărilor staționare neobișnuite asimetrice. În același timp, numai câțiva dintre condensați aveau aceeași densitate în starea principală. "În cursul cercetării ulterioare, am constatat că astfel de state pot lua o varietate de forme care pot fi controlate prin ajustarea parametrilor fizici individuali ai sistemului. Pe baza acestor observații, am făcut o ipoteză despre existența "moleculelor polaritonului artificial" și am oferit investigarea posibilităților de utilizare a acestora în sistemele informatice cuantice ", continuă Alexander Johnston.
În special, cercetătorii au considerat așa-numitul "diametru asimetric" constând din două condensate interacționate cu un număr inegal de particule, în ciuda faptului că ele cad pe ele aceeași cantitate de lumină. Când se combină două moare, se formează o structură de notebook, similară cu un anumit sens de o moleculă homo-tenor, de exemplu, moleculă de hidrogen H2. În plus, moleculele polariton artificiale pot forma structuri mai complexe care pot fi considerate "compuși polaritoni artificiali".
"Nu vedem niciun obstacol în calea creării unor structuri mai complexe. Astfel, studiul nostru a făcut posibilă identificarea prezenței unei game largi de stări asimetrice exotice în configurațiile aritrice, iar în unele structuri, toate condensatele au avut o densitate diferită (în ciuda aceleiași forță a tuturor compușilor), ceea ce face posibilă transportul o analogie cu compușii chimici ", adaugă Alexander Johnston.
Dacă, în structuri separate de notebook, fiecare diametru asimetric este considerat ca o "rotire" separată, determinată de orientarea asimetriei densității, va implica schimbări interesante în gradele de libertate de sistem (parametrii fizici independenți necesari pentru a determina statele): Discrete "back-uri" vor apărea datorită disponibilității "rotirii" gradului de libertate în plus față de gradele continue de libertate, care sunt determinate de fazele condensului.
Puteți controla orientarea relativă a fiecăruia dintre diaduri prin variația puterii relației dintre ele. Deoarece utilizarea unui sistem hibrid discret-continuu poate îmbunătăți acuratețea și eficacitatea sistemului de informații cuantică, cercetătorii au propus să utilizeze o structură hibridă de notebook-uri ca bază.
"În plus, am găsit o varietate de stări asimetrice exotice în sistemele triadă și notebook-uri. Pentru a asigura o tranziție lină de la o stare la alta, este suficient să schimbați pur și simplu puterea laserului atunci când primiți condensați.
Având în vedere prezența unei astfel de proprietăți, se poate presupune că aceste state pot fi baza unui sistem logic polariton care nu utilizează zero și unul ca în calculele clasice, ci o gamă mai largă de stări discrete. Cu ajutorul unei astfel de logici, dispozitivele de polariton ar putea fi create cu un nivel semnificativ mai scăzut de disipare a energiei comparativ cu metodele tradiționale și de a lucra mai repede pentru mai multe ordine de mărime ", a declarat profesorul Natalia Berloff.
Sursa: Știința goală