Jaunākie pētījumi liecina, ka ir iespējams izveidot jaunu gaismas veidu, sasaistot gaismu ar vienu elektronu, tādējādi apvienojot abu īpašības. Saistītai gaismai un elektronam varētu būt īpašības, kas elektronu vietā varētu izraisīt ķēdes, kas darbojas ar gaismas paketēm - fotoniem - saskaņā ar Londonas Imperiālā koledžas zinātnieku, kurš veica pētījumu, zinātniekiem.
Tas arī ļaus zinātniekiem izpētīt kvantu fizikas parādības, kurās ir iesaistītas daļiņas, kas ir mazākas par atomiem.
Parastajos materiālos gaisma mijiedarbojas ar dažādiem elektroniem, kas atrodas uz materiāla un tā iekšpusē. Bet, izmantojot teorētisko fiziku, lai modelētu gaismas izturēšanos un jaunatklāto materiālu klasi, kas pazīstama kā topoloģiskie izolatori, Imperial College pētnieki ir sapratuši, ka tā var mijiedarboties tikai ar vienu elektronu, kas atrodas uz virsmas.
Tas ļauj jums izveidot pāri, kas apvieno gaismas un elektronu īpašības. Parasti gaisma pārvietojas taisnā līnijā, bet, kad tā ir piestiprināta elektronam, tā sekos savam ceļam uz materiāla virsmas.
Pētījumā, kas publicēts žurnālā Nature Communications, doktors Vincenzo Giannini un viņa kolēģi modelēja šādu mijiedarbību, izmantojot nanodaļiņas - nelielu bumbiņu, kuras diametrs bija mazāks par 0,00000001 metru - no topoloģiskā izolatora.
Viņu modeļi parādīja, ka tāpat kā gaisma iegūst elektronu īpašības un iziet caur daļiņu, tātad elektrons iegūst arī dažas gaismas īpašības. Parasti, kad elektroni pārvietojas caur materiāliem - piemēram, elektriskajā ķēdē -, tie apstājas, saskaroties ar defektu. Bet kā parādīja Giannini grupa, pat ja nanodaļiņu virsmā būtu nepilnīgi laukumi, elektrons tos joprojām pārvarētu ar gaismas palīdzību.
Ja to var attiecināt uz fotoniskajām shēmām, tās būs ticamākas un mazāk pakļautas degradācijai un fiziskiem defektiem.
“Šī pētījuma rezultātiem būs milzīga ietekme uz to, kā mēs iedomājamies gaismu. Topoloģiskie izolatori ir atklāti tikai pēdējās desmitgades laikā, taču tie jau sniedz mums jaunas izpētes parādības un jaunus veidus, kā pārbaudīt svarīgus jēdzienus fizikā,”saka Džanniņi. Un viņš piebilst, ka parādības, kuras viņš modelējis eksperimentos, var novērot, izmantojot modernās tehnoloģijas, un viņa grupa jau sadarbojas ar eksperimentālajiem fiziķiem, lai to ieviestu.
Reklāmas video:
Viņš uzskata, ka procesu, kura rezultātā tiek radīta jauna veida gaisma, var mērogot, lai šādas parādības būtu daudz vieglāk novērot. Pašlaik kvantu parādības var redzēt tikai pētot ļoti mazus objektus vai pārdzesētus objektus, taču jaunākais atklājums var ļaut zinātniekiem izpētīt šo izturēšanos istabas temperatūrā.
ILYA KHEL