Un oscilator armonic cuantic - o structură care poate controla locația și energia particulelor cuantice care ar putea fi, în viitor, utilizate pentru a dezvolta noi tehnologii, inclusiv OLED-uri și lasere miniaturale - a fost realizat la temperatura camerei de către cercetătorii conduși de Universitatea din St. Andrews.
Cercetarea, realizată în colaborare cu oamenii de știință de la Universitatea Tehnologică Nanyang din Singapore și publicată în Natura Comunicaţii recent, folosit un semiconductor organic pentru a produce polaritoni, care arată stări cuantice chiar și la temperatura camerei.
Polaritonii sunt amestecuri cuantice de lumină și materie care sunt obținute prin combinarea excitațiilor în a material semiconductor cu fotonii, particulele fundamentale care formează lumina. Pentru a crea polaritoni, cercetătorii au prins lumina într-un strat subțire de semiconductor organic (tipul de material care emite lumină utilizat în afișajele smartphone-urilor OLED) de 100 de ori mai subțire decât un singur păr uman, prins între două oglinzi foarte reflectorizante.
Polaritonii, precum umezeala din aer, se pot condensa și forma un tip de lichid. Cercetătorii au grupat acest lichid cuantic într-un model de fascicule laser pentru a-i controla proprietățile. Acest lucru a făcut ca fluidul să oscileze cu o serie de frecvențe armonice care seamănă cu vibrațiile unei coarde de vioară. Forma acestor stări de vibrație cuantificate se potrivea cu cea a unui „oscilator armonic cuantic”.
Unul dintre liderii de proiect, Dr. Hamid Ohadi, de la Școala de Fizică și Astronomie de la Universitatea St Andrews, a spus: „Aceasta este o problemă de manual pe care o analizăm împreună cu studenții noștri la cursurile noastre de fizică cuantică este oscilatorul armonic cuantic. Obișnuiam să credem că este nevoie de metode sofisticate de răcire pentru a vedea acești oscilatori. Am descoperit că acest fenomen fundamental al fizicii poate fi văzut la temperatura camerei de asemenea."
Colegul său, profesorul Graham Turnbull, a adăugat: „Prin studiind acest oscilator cuantic, învățăm cum să controlăm locația și mișcarea polaritonilor. În viitor, sperăm să exploatem aceste cunoștințe pentru a dezvolta noi tehnologii cuantice pentru detectarea mediului sau noi tipuri de OLED-uri și lasere miniaturale.”
Profesorul Ifor Samuel, de asemenea parte a echipei de proiect din St Andrews, a spus: „Unul dintre cele mai remarcabile aspecte ale acestui studiu este că excităm eșantionul într-un singur loc, dar vedeți (polariton) cu laser într-un altul, arătând că un amestec cuantic de lumină și materie poate parcurge distanțe macroscopice. Acest lucru ar putea fi util nu numai pentru lasere, ci și pentru celule solare. "
