Zanyar çêbûna polarîtonên madde-pêl di şebekek optîkî de radigihînin, vedîtinek ezmûnî ku lêkolînên li ser paradîgmayek zanistî û teknolojiya quantumê ya navendî bi riya simulasyona rasterast a quantumê bi karanîna atomên ultrasar re dihêle.
Vedîtina Polaritonên Made-Wave Ronahîya Nû Dirijîne Teknolojiyên Kuantuma Fotonîk
Lêkolîna ku di kovara Nature Physics de hatî weşandin ji bo 'şoreşa quantumê ya duyemîn' platformek nû peyda dike.
Pêşkeftina platformên ceribandinê yên ku qada zanist û teknolojiya quantum (QIST) pêşde diçin bi komek yekta awantaj û dijwariyên hevpar ên her teknolojiyên nûjen re tê. Lêkolînerên li Zanîngeha Stony Brook, bi serokatiya Dominik Schneble, PhD, çêbûna polarîtonên madde-pêl di torbek optîkî de rapor dikin, vedîtinek ezmûnî ku destûrê dide lêkolînên paradîgmayek navendî ya QIST bi riya simulasyona quantumê ya rasterast bi karanîna atomên ultrasar. Zanyar proje dikin ku quasiparticles wan ên nû, yên ku di materyal û amûran de fotonên bi tundî bi hev re tevdigerin, lê hin kêşeyên xwerû dişoxilînin, dê sûdê ji pêşkeftina pêşdetir a platformên QIST-ê werbigirin ku amade ne ku şoreşa teknolojiya komputer û ragihandinê bikin.
Encamên lêkolînê di kaxezek ku di kovarê de hatî weşandin de bi berfirehî têne destnîşan kirin Fîzîka Xwezayê.
Lêkolîn ronahiyê dide taybetmendiyên polarîtonê yên bingehîn û fenomenên pir-laş ên têkildar, û ew ji bo lêkolînên maddeya kuantumê polaritonîk îmkanên nû vedike.
Di xebata bi platformên QIST-a-based foton de dijwariyek girîng ev e ku dema ku foton dikarin bibin hilgirên îdeal ên agahdariya kuantumê ew bi gelemperî bi hevûdu re nakevin têkiliyê. Nebûna danûstendinên weha di heman demê de pevguhertina kontrolkirî ya agahdariya kuantumê di navbera wan de jî asteng dike. Zanyaran rêyek li dora vê yekê dîtine ku fotonan bi heyecanên girantir ên materyalan ve girêdidin, bi vî rengî di navbera ronahiyê û maddeyê de polarîton, hîbrîdên mîna chimera ava dikin. Pevçûn di navbera van quasiparticles girantir de wê hingê gengaz dike ku foton bi bandor li hev bikin. Ev dikare pêkanîna operasyonên dergehê quantum-based photon û di dawiyê de binesaziyek tevahî QIST bike.
Lêbelê, dijwariyek sereke ji ber hevgirtina wan a tîrêjê ya bi hawîrdorê re, heyama tixûbdar a van polarîtonên-based foton e, ku rê li ber hilweşîna spontan a bêkontrol û veqetandinê vedike.
Di vekolîna polarîtonê de ravekirineke hunerî ya vedîtinên lêkolînê nîşan dide ku atomên di şebekek optîkî de qonaxek însulasyonê pêk tînin (çep); atomên ku bi navbeynkariya valahiya ku bi navbeynkariya tîrêjên mîkropêlê ku bi rengê kesk (navend) tê temsîl kirin vediguherin polarîtonên madde-pêl; polaritons mobil dibin û qonaxek superfluîd ji bo hevgirtina valahiya xurt (rast) ava dikin. Kred: Alfonso Lanuza / Schneble Lab / Zanîngeha Stony Brook.
Li gorî Schneble û hevkarên xwe, lêkolîna wan a polaritonê ya çapkirî sînorkirinên weha yên ku ji ber hilweşîna xwebexş bi tevahî vedihewîne. Aliyên foton ên polarîtonên wan bi tevahî ji hêla pêlên maddeya atomê ve têne hilgirtin, ku ji bo vê pêvajoyên rizîbûnê yên nexwestî tune ne. Ev taybetmendî gihîştina rejimên parametreyê yên ku di pergalên polarîtonîk-based foton de ne, an hîn ne gihîştî ne, vedike.
"Pêşveçûna mekanîka kuantûmê di sedsala borî de serdest bû, û 'şoreşa quantumê ya duyemîn' berbi pêşkeftina QIST û sepanên wê naha li çaraliyê cîhanê, di nav de li pargîdaniyên wekî IBM, Google û Amazon, baş tê meşandin," Schneble dibêje. Profesorê Beşa Fîzîk û Astronomiyê li Koleja Huner û Zanistî. "Xebata me hin bandorên mekanîkî yên quantumî yên bingehîn ronî dike ku ji bo pergalên quantum ên fotonîkî yên xuyang ên li QIST-ê ji nanophotonîkên nîvconductor bigire heya elektrodînamîka quantumê ya dorpêçê balkêş in."
Lêkolînerên Stony Brook ceribandinên xwe bi platformek ku bi atomên ultrasar ên di torbeyek optîkî de vedihewîne, perestgehek potansiyel a mîna hêkek ku ji pêlên rawestayî yên ronahiyê pêk tê, pêk anîn. Bi karanîna alavek valahiya taybetî ya ku lazer û qadên kontrolê yên cihêreng vedihewîne û di germahiya nanokelvîn de dixebitî, wan senaryoyek pêk anîn ku tê de atomên ku di tîrêjê de asê mane bi ewrên valahiya ku ji pêlên maddî yên nazik û berbelav hatine çêkirin "cilê" dikin.
Tîmê dît ku, di encamê de, pirçikên polaritonî pir zêde mobîl dibin. Lekolînwanan karîbûn rasterast strukturên wan ên hundurîn bi hejandina tîrêjê bi nermî vekolînin, bi vî rengî xwe bigihînin tevkariyên pêlên madeyê û heyecana tora atomê. Dema ku bi tenê dimînin, polarîtonên pêla maddeyê di torbê re derbas dibin, bi hev re tevdigerin û qonaxên domdar ên maddeya qiva-parçeyan pêk tînin.
Schneble rave dike: "Bi ceribandina xwe me di rejîmek nû de sîmulasyonek kuantûmî ya pergala exciton-polariton pêk anî." “Lêgerîna pêkanîna wiha analogue’ simulations, which in addition areanalog` di vê wateyê de ku pîvanên têkildar dikarin bi serbestî werin girêdan, bi serê xwe rêgezek girîng di nav QIST de pêk tîne."
Çavkanî: "Damezrandina polarîtonên pêla maddeyê di torbek optîkî de" ji hêla Joonhyuk Kwon, Youngshin Kim, Alfonso Lanuza û Dominik Schneble, 31 Adar 2022, Fîzîka Xwezayê.
DOI: 10.1038/s41567-022-01565-4
Lêkolîna Stony Brook xwendekarên mezûn Joonhyuk Kwon (niha postdoc li Laboratoriya Neteweyî ya Sandia), Youngshin Kim, û Alfonso Lanuza vedihewîne.
Kar ji hêla Weqfa Zanistî ya Neteweyî ve (drav # NSF PHY-1912546) bi fonên zêde ji Navenda SUNY ya Zanistiya Agahdariya Quantum a li Long Island ve hate fînanse kirin.
