Квантовый гармонический осциллятор — структура, которая может контролировать местоположение и энергию квантовых частиц, которые в будущем могут быть использованы для разработки новых технологий, включая OLED и миниатюрные лазеры, — был создан при комнатной температуре исследователями под руководством Университета Св. Эндрюс.
Исследование, проведенное в сотрудничестве с учеными Наньянского технологического университета в Сингапуре и опубликованное в Природа связи недавно использовал органический полупроводник для создания поляритонов, которые проявляют квантовые состояния даже при комнатной температуре.
Поляритоны — это квантовые смеси света и материи, которые создаются путем объединения возбуждений в полупроводниковый материал с фотонами, фундаментальными частицами, формирующими свет. Чтобы создать поляритоны, исследователи захватили свет тонким слоем органического полупроводника (вид светоизлучающего материала, используемого в OLED-дисплеях смартфонов), в 100 раз тоньше человеческого волоса, зажатого между двумя зеркалами с высокой отражающей способностью.
Поляритоны, как и влага в воздухе, могут конденсироваться и образовывать жидкость. Исследователи поместили эту квантовую жидкость в структуру лазерных лучей, чтобы контролировать ее свойства. Это заставило жидкость колебаться с серией гармонических частот, которые напоминают колебания струны скрипки. Форма этих квантованных состояний вибрации соответствовала форме «квантового гармонического осциллятора».
Один из руководителей проекта, доктор Хамид Охади из Школы физики и астрономии Сент-Эндрюсского университета, сказал: «Это задача из учебника, которую мы рассматриваем с нашими студентами на наших курсах квантовой физики, — квантовый гармонический осциллятор. Раньше мы думали, что нужны изощренные методы охлаждения, чтобы увидеть эти осцилляторы. Мы обнаружили, что это фундаментальное физическое явление можно увидеть на комнатная температура слишком."
Его коллега профессор Грэм Тернбулл добавил: «Изучая этот квантовый осциллятор, мы учимся управлять местоположением и движением поляритонов. В будущем мы надеемся использовать эти знания для разработки новых квантовых технологий для зондирования окружающей среды или новых типов органических светодиодов и миниатюрных лазеров».
Профессор Ифор Самуэль, также участник проектной группы в Сент-Эндрюсе, сказал: «Одним из наиболее примечательных аспектов этого исследования является то, что мы возбуждаем образец в одном месте, но см.поляритон) генерируется в другом, показывая, что квантовая смесь света и материи может перемещаться на макроскопические расстояния. Это может быть полезно не только для лазеров, но и для солнечные батареи".
