Selvsamlede optiske hulrum kan nå en stærk koblingstilstand, der understøtter polaritondannelse

Et team af forskere ved Chalmers University of Technology har fundet en måde at skabe selvsamlende optiske hulrum, der kan nå en stærk koblingstilstand, der understøtter polaritondannelse. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Natur , gruppen beskriver, hvordan deres optiske hulrum blev lavet og mulige anvendelser for dem. Johannes Feist fra det autonome universitet i Madrid har udgivet et nyheder og synspunkter om teamets arbejde med denne indsats i det samme journalnummer.

Optiske hulrum er arrangementer af spejle, der fanger lys. De er en af ​​hovedkomponenterne i lasere. I denne nye indsats, forskerne arbejdede med små metalflager, som de troede kunne bruges til at skabe et optisk hulrum. Til det formål, de skabte en organisk, ionisk forbindelsesopløsning, der holdt ladede ioner (både positive og negative). De suspenderede så små metalflager i opløsningen, som beklædte flagerne med dobbeltlag af ioner, giver dem en netto positiv ladning - en situation, der normalt ville føre til, at flagerne frastøder hinanden fuldstændigt. Imidlertid, flagerne var også karakteriseret ved en Casimir-styrke, som tjente til at opveje de frastødende kræfter. De opstod på grund af tilfældig elektronbevægelse i metalflagerne. Sammen, de to kræfter resulterede i, at metalflagerne selv samles i spejlede par med en meget lille afstand mellem dem (ca. 100-200 nm), især mindre end flagernes diameter. Det rum blev fundet til at fange lys, hvilket betød, at det var et optisk hulrum.

Optiske hulrum, såsom dem, der produceres af metalflagerne, fang ikke alt lys i et system. De fanger kun bestemte frekvenser, som giver dem mulighed for at danne en stående bølge. I sådanne systemer, bølgelængden af ​​lyset, der er fanget, bestemmes af længden af ​​hulrummet. Forskerne fandt ud af, at ved at manipulere de optiske hulrum, de kunne skubbe dem til at understøtte polaritondannelse. De bemærker også, at ændring af afstanden mellem metalflagerne ved at ændre koncentrationen af ​​ioner i opløsningen gjorde det muligt at skabe polaritoner fra forskellige materialer. De konkluderer, at deres tilgang kan bruges i en lang række applikationer, fra optomekanisk til polaritonisk kemi til nanomaskineri.

© 2021 Science X Network