Värsked uuringud on näidanud, et valguse ühendamisega ühe elektroniga on võimalik luua uus valguse vorm, ühendades seeläbi mõlema omadused. Seotud valgusel ja elektronil võivad olla omadused, mis võivad uuringu läbi viinud Londoni Imperial College Londoni teadlaste sõnul elektri asemel tekitada ahelaid, mis töötavad valgusepakettidega - footonitega.
See võimaldab teadlastel uurida ka kvantfüüsikalisi nähtusi, milles osalevad aatomitest väiksemad osakesed.
Tavalistes materjalides interakteerub valgus paljude materjalide sees ja sees olevate elektronidega. Kuid kasutades teoreetilist füüsikat valguse käitumise modelleerimiseks ja äsja avastatud materjaliklassi, mida tuntakse topoloogiliste isolaatoritena, on Imperial kolledži teadlased välja mõelnud, et see võib suhelda vaid ühe pinnal asuva elektroniga.
See võimaldab teil luua paari, mis ühendab valguse ja elektroni omadused. Tavaliselt liigub valgus sirgjooneliselt, kuid kui see on kinnitatud elektroni külge, järgib see selle rada materjali pinnal.
Ajakirjas Nature Communications avaldatud uuringus modelleerisid dr Vincenzo Giannini ja tema kolleegid sellist interaktsiooni, kasutades topoloogilisest isolaatorist nanoosakesi - väiksemat palli, mille läbimõõt on alla 0,00000001 meetri.
Nende mudelid näitasid, et just kui valgus võtab elektroni omadused ja läbib osakese, omandab elektron ka valguse teatud omadused. Tavaliselt peatuvad elektronid materjalide kaudu - näiteks elektriahelas - defekti ilmnemisel. Kuid nagu Giannini grupp näitas, isegi kui nanoosakeste pinnal oleks ebatäiuslikke alasid, ületaks elektron need ikkagi valguse abil.
Kui seda saab kasutada footonlülituste jaoks, on need usaldusväärsemad ja vähem altid lagunemisele ja füüsilistele defektidele.
“Selle uurimistöö tulemused mõjutavad tohutult seda, kuidas me valgust ette kujutame. Topoloogilisi isolaatoreid on avastatud alles viimase kümnendi jooksul, kuid need pakuvad meile juba uusi uuritavaid nähtusi ja uusi viise füüsika oluliste mõistete katsetamiseks,”ütleb Giannini. Ja ta lisab, et katsetes modelleeritud nähtusi saab jälgida kaasaegse tehnoloogia abil ja selle rakendamiseks töötab tema rühm juba eksperimentaalfüüsikutega.
Reklaamvideo:
Ta usub, et protsessi, mis viib uue valguse vormi loomiseni, saab skaleerida, et selliseid nähtusi oleks palju lihtsam jälgida. Praegu saab kvantnähtusi näha ainult väga väikeste või ülejahutatud objektide uurimisel, kuid viimane läbimurre võib teadlastel lubada seda käitumist toatemperatuuril uurida.
ILYA KHEL
