Физики Университета Райса сделали большой шаг к созданию нового состояния конденсированной материи, в котором все электроны действуют как один при воздействии на них света и магнитного поля. Это открытие может способствовать развитию квантовых вычислений и коммуникаций. Работа Юничиро Коно и его коллег опубликована в журнале Nature Physics.
Конденсированная материя в обыденном понимании может быть твердой или жидкой, но физики называют конденсированной материей нечто более экзотическое, например, конденсаты Бозе — Эйнштейна. Ученые Райса были одними из первых, кто создал конденсаты Бозе — Эйнштейна в 1995 году, заставив атомы перейти в газообразное состояние при сверхнизких температурах, при которых все атомы теряют свои индивидуальные свойства и ведут себя как единый элемент.
Команда Коно делала нечто подобное, но с электронами, связанными со светом. Они сконструировали и создали высококачественную полость с ультратонким слоем арсенида галлия. Настроив этот материал магнитным полем на резонанс с определенным состоянием света в полости, они заставили поляритоны действовать сообща.
Создан квантовый процессор для отдельных фотонов
Кейсы
«Это нелинейное оптическое исследование двумерных электронных материалов, — говорит Ци Чжан, ведущий автор работы. — Это значит, что свет как-то воздействует на материю. То, что мы делаем, это крайняя степень соединения света и материи, когда уже не остается ни света, ни материи. Возникает нечто среднее, это называется поляритон».
Для измерения силы соединения света и материи ученые использовали параметр вакуумного расщепления Раби. В 99% предыдущих исследований этот параметр давал пренебрежимо низкий результат. Работа физиков Райса дала значение в 10% от энергии фотона.
Это важно, потому что если параметр вакуумного расщепления Раби станет больше энергии фотона, материя перейдет в новое состояние. То есть, ученые смогут производить фазовое превращение, а именно — сверхизлучательный фазовый переход, пишет Phys.org.