مقالات

کاوش با نور و ماده همراه است

مقالات علمی با ترجمه مستقیم سایت بزرگ دنیای خوب زندگی

کاوش با نور و ماده همراه است

طیف بازتابی از نور سفید در حدود 2/3 ضریب پر شدن ثبت شد، نشان دهنده واضح بودن امواج از اتصال نوری به حالت اتاق کوانتومی است. اعتبار: ETH Zurich / D-PHYS پاتریک Knüppel

ذرات نیمه شناخته شده به عنوان polaritons، حالت های نور و ماده به شدت وابسته است. استاد Ataç İmamoğlu در حال حاضر یک روش جدید برای مطالعه خواص نوری خطی قطبیت در موارد الگویی بسیار مرتبط دارد. در انجام این کار آنها دیدگاه های جدیدی را برای کشف هر یک از اجزای پلاریون باز کردند: توابع جدید دستگاه های نوری و بینش اساسی در مورد موارد عجیب و غریب.

مفهوم "ذرات نیمه ذرات" یک چارچوب بسیار موفق برای توصیف پدیده های پیچیده ای است که در بسیاری از ارگانهای بدن ظاهر می شود. یک نوع ذرات نیمه جذاب که در سال های اخیر توجه خاصی به آن شده است، Polyarithons در مواد نیمه هادی است. آنها با برجسته کردن نیمه هادی ها ایجاد می شوند، جایی که فوتون ها موج های قطبی الکترون را فرا می گیرند که به نام اکسایتون ها نامیده می شود. فرایند خلقت دوره ای را طی می کند که در آن پویایی سیستم می تواند به عنوان یک ذره مانند ذره ای که نه نور و نه مهم است، بلکه یک همپوشانی از دو را توصیف کند. هنگامی که این ذرات نیمه مخلوط به مواد نور تجزیه می شوند – معمولا در مقیاس زمانی pico – فوتون ها هویت فرد خود را به دست می آورند. نوشتن در مجله طبیعتپاتریک Knoble و همکارانش از گروه Ataç Imamoglu از گروه فیزیک ETH Zurich در حال حاضر آزمایشات را شرح می دهند که در آن فوتون های آزاد منتشر اطلاعات منحصر به فرد در مورد نیمه هادی ها آنها فقط به سمت چپ؛ در عین حال فوتون ها اصلاح شدند به طوری که بدون تعامل با شبه ماده اتصالات

آموزش فوتون ها ترفندها

بخش عمده ای از علاقه اخیر به قطبیت از چشم انداز قابلیت جدید جالب در فوتونیک است. به طور خاص، پلاریوتون ها راهی برای اجازه دادن به فوتون ها برای انجام کاری دارند که فوتون ها نمیتوانند خودشان را انجام دهند: با یکدیگر همکاری کنند. اشعه های نور معمولا از طریق یکدیگر عبور می کنند. در مقابل، فوتون های متصل به الکترودهای چندگانه می توانند از طریق بخش ماده از دومی ارتباط برقرار کنند. هنگامی که این تعامل به اندازه کافی قوی باشد، خواص فوتون را می توان با روش های جدید مهار کرد، به عنوان مثال برای دستکاری اطلاعات کوانتومی یا مواد فتوولتائیک جدید. با این حال، دستیابی به تعاملات قوی به اندازه کافی برای این برنامه ها، شاهکار نیست.

در ابتدا با ایجاد polaritons شروع می شود. مواد نیمه هادی که سیستم الکترونیکی را میزبانی می کند باید در یک حفره نوری قرار گیرد تا بتواند اتصال قوی بین ماده و نور را تسهیل کند. تأسیس این ساختارها در طول سالها توسط گروه Imamoglu در کنار همکاری با دیگران، به ویژه با استاد Werner Wegscheider، همچنین در گروه فیزیک ETH Zurich، تسلط یافته است. چالش جداگانه این است که تعامل بین قطبیت به اندازه کافی قوی باشد تا اثر قابل توجهی در طول عمر کوتاه نیمه ذرات داشته باشد. چگونگی دستیابی به این تعامل قوی بین polariton-polariton یک مشکل بزرگ باز در حال حاضر است، مانع پیشرفت در جهت کاربرد عملی است. اینجا Knüppel و همکاران. در حال حاضر سهم مهم خود را در آخرین کسب و کار خود داشته اند.

تالار علائم تعامل قوی

فیزیکدانان ETH روش غیر منتظره ای برای افزایش تعامل بین الکترودها، به ویژه با تهیه الکترون هایی که فوتون ها در ارتباط با آن هستند، پیدا کرده اند. به طور خاص، آنها با الکترونهایی که در ابتدا در سیستم کابینه به اصطلاح کوانتومی منفرد یافت شده بودند، آغاز شد، جایی که الکترونها به دو بعد محدود میشدند و تحت یک میدان مغناطیسی بالا قرار میگرفتند. برای مقادیر مشخصی از میدان مغناطیسی اعمال شده – که پرکننده نامیده می شود مشخصات پروفیل حالت محفظه کوانتومی – مشاهده کردند که فوتون هایی که درخشش و منعکس شده از نمونه نشان می دهد امواج واضح از اتصال نوری به حالت های اتاق کوانتومی (نگاه کنید به شکل).

مهم است که تصویب سیگنال نوری در فاکتور پر شدن الکترون نیز در قسمت غیر خطی سیگنال ظاهر می شود که یک نشانگر قوی از تعامل قطبیت با یکدیگر است. در سیستم سالن کوانتومی کسینی، واکنش قطبی بولاریتون به یک عامل برابر با الکترونهای خارج از سیستم رسید. در یک نظم حجمی، این پیشرفت عمده ای برای قابلیت های فعلی است و ممکن است کافی باشد تا تظاهرات مهم «قطبی شدن» (مانند محاصره قوی قطبیت) را فراهم کند. این حداقل در آزمایشات Knüppel و همکاران نیست. بر خلاف بسیاری از تلاش های قبلی، افزایش تعاملات به معنای هزینه زندگی پلاریتون نیست.

قدرت و چالش های اپتیکی غیر خطی

علاوه بر اثرات پردازش نور، این آزمایشات همچنین ویژگی های بصری بسیاری از حالت های بدن سیستم های الکترون دو بعدی را به یک سطح جدید می رساند. آنها تعیین می کنند که چگونه سهم غیرخطی ضعیف از گناه غالب را جدا می کنند. این امر از طریق یک نوع آزمایش جدید که توسط محققان ETH ایجاد شده است، امکان پذیر است. چالش اصلی این بود که با الزامات نیاز به روشن شدن نمونه با نور نسبتا انرژی بالا برای تغییر سیگنال غیرخطی ضعیف برخورد شود. برای اطمینان از این که فوتون هایی که نیمه هادی ها را تحت تاثیر قرار می دهند تغییرات نامطلوب در سیستم الکترونی – به ویژه یونیزاسیون اتهامات به دام افتاده – تیم Imamoglu-Wegscheider یک ساختار نمونه را برای کاهش حساسیت نور طراحی کرده و آزمایشات مربوط به پالس تحریک مداوم را انجام می دهند تا موجب قرار گرفتن در معرض از نور

این ابزار در حال حاضر برای اندازه گیری واکنش های غیرخطی بصری به شرایط محفظه کوانتومی طراحی شده است تا بتواند بینایی جدیدی را که فراتر از آنچه ممکن است با اندازه گیری های نوری خطی یا آزمایشات حمل و نقل سنتی استفاده شود، فراهم می کند. این خبر خوب برای کسانی است که در تعامل بین تحریک نوری و سیستم های الکترون دو بعدی – منطقه ای است که کمبود مشکلات علمی باز وجود ندارد.



اطلاعات بیشتر:
پاتریک Knüppel و همکاران، اپتیکی غیر خطی در سیستم محفظه کوانتومی منفرد طبیعت (2019). DOI: 10.1038 / s41586-019-1356-3

استناد:
اکتشاف دوگانه نور و ماده (2019، 15 ژوئیه)
بازیابی شده در تاریخ 15 ژوئیه 2019
از https://phys.org/news/2019-07-coupled-exploration.html

این سند حق کپی رایت است بجز هر معامله عادلانه برای مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ
قسمت ممکن است بدون اجازه کتبی تولید شود. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه می شود

نوشته های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن
بستن