Demonstrer vektorielle polaritoner ved at svæve en nanosfære inde i et optisk hulrum

Et team af forskere fra European Laboratory for Non-linear Spectroscopy, INFN, Sezione di Firenze og Università di Firenze har demonstreret en form for "vektoriel" polariton ved at svæve en nanosfære inde i et optisk hulrum. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Naturfysik , gruppen beskriver deres arbejde og mulige anvendelser for deres resultater. Tania Monteiro med University College London har udgivet et nyheder og synspunkter i samme tidsskriftsudgave, der beskriver tidligere arbejde involveret i at opnå kvantekontrol ved hjælp af polariserbare nanopartikler og det arbejde, som holdet har udført på denne nye indsats.

Som Monteiro bemærker, Stærk kobling er en usædvanlig hybrid tilstand af lysinteraktioner, hvor tilstanden ikke kan beskrives ved kun at bruge stoffet og de involverede lyskomponenter. Og som hun også bemærker, polaritoner er hybride tilstande skabt af vekselvirkninger mellem lys og stof, der eksisterer på en lang række forskellige steder. I denne nye indsats, hun forklarer, "vektorielle" polaritoner - kvasipartikler af kondenseret stof - er resultatet af at levitere en nanosfære inde i et optisk hulrum på en måde, der fører til, at lys hybridiserer med den bevægelse, der opstår på et plan i stedet for langs en akse.

I deres arbejde, holdet anvendte en sammenhængende spredningstilgang, hvorved en nanosfære først blev fanget ved hjælp af en pincetfælde inde i et vakuum. Holdet skabte derefter en X- og Y-akse ved hjælp af pincetpotentialet, hvilket resulterede i udviklingen af ​​et plan vinkelret på det indkommende laserlys, der blev brugt til at skabe pincetten. Spredte pincetfotoner blev derefter brugt til at befolke hulrummet. I arrangementet hulrummet er stærkt koblet med bevægelsen af ​​både X- og Y-aksen, dog stærkere med X-aksen. Spejle blev brugt til at fremme højere kvantesamarbejde, hvilket gjorde det muligt for systemet at blive et kvantekohærent regime, hvor hastigheden af ​​informationsudveksling begyndte at overstige livstidssammenhængen. Resultatet var demonstrationen af ​​vektorpolaritoner.

Demonstrationen kunne bane vejen mod nye måder at overføre kvanteinformation på og markerer også et skridt mod skabelsen af ​​optomekanisk sammenfiltring ved stuetemperatur.

© 2021 Science X Network