Breakthrough in Quantum Research: ¡Se descubrieron cuasi partículas brillantes!

Breakthrough in Quantum Research: ¡Se descubrieron cuasi partículas brillantes!

Würzburg, Deutschland - Un equipo de investigación del grupo de excelencia CT.QMAT ha hecho un progreso significativo en el examen de cuasi partículas ópticas. Por primera vez, se demostraron cuasi partículas ópticas, también conocidas como excitones, en el material antiferromagnético de material de cromo-sulfuro de cromo (CRSBR). Estos resultados se publicaron en la famosa revista Materiales de la naturaleza . La gerencia del equipo fue con el profesor Alexey Chernikov, que se especializa en microscopía ultrafast.

Exzitones surgen cuando un pulso de luz estimula un electrón y queda un "agujero" positivo. Estas cuasi partículas son de importancia central para la iluminación, la radiación y la gestión de la información y la información cuántica. Los exzitones generalmente se encuentran en materiales no magnéticos; Sin embargo, el CRSBR recién descubierto con sus propiedades combinadas magnéticas y semi -conductores ofrece un nuevo entorno para su investigación. El enlace débil Van der Waals entre las capas de cristal también permite la producción de capas ultra pequeñas.

Propiedades especiales de CRSBR

Los momentos magnéticos de las capas en el CRSBR se contrarrestan a bajas temperaturas. Este orden magnético influye en la estructura de los excitones, lo que permite su manipulación a través de campos magnéticos externos. Con la ayuda de métodos ópticos, los excitones podrían hacerse visibles en capas atómicas individuales, reflejando la luz en la superficie del material en un color diferente al interior. Los investigadores lograron resultados reproducibles de varias muestras y dispositivos de medición, tanto en Dresde como en Nueva York.

Los resultados muestran que los excitones pueden ahorrar energía de la luz y moverse a través del material, que liberan la energía como la luz cuando se disuelven. Este descubrimiento tiene un gran potencial para el desarrollo de propiedades ópticas de los nanomateriales, que podrían usarse en tecnologías futuras para almacenar y transportar información.

fenómenos cuánticos y aplicaciones futuras

Además de este descubrimiento, los científicos han mostrado un fenómeno cuántico inusual dentro del clúster de excelencia de Würzburg Dresden CT.QMAT, en el que los excitones en semiconductores nucleares se mueven en direcciones opuestas al mismo tiempo. Estos resultados se publicaron en la revista cartas de revisión física . El profesor Chernikov y su equipo hicieron que este comportamiento fuera visible usando microscopía ultra rápido a temperaturas extremadamente bajas.

En las capas nucleares, los excitones son estables de aproximadamente -268 ° C a temperatura ambiente. Estos descubrimientos sientan las bases para posibles aplicaciones en nuevas fuentes láser, sensores de luz y células solares, así como bloques de construcción para computadoras cuánticas. El trabajo teórico de Mikhail M. Glazov también describe, como actúan los exzitones en un camino similar al anillo, un fenómeno que no ocurre en la física clásica.

El papel del grupo de excelencia ct.qmat

El clúster de excelencia CT.QMAT, que ha sido apoyado por la Universidad Julius Maximilians Würzburg y el TU Dresde desde 2019, combina más de 300 investigadores: dentro de más de 30 países. La cooperación internacional incluye científicos: dentro de los Estados Unidos, Gran Bretaña, los Países Bajos y la República Checa. El objetivo principal del clúster es investigar materiales cuánticos topológicos en condiciones extremas, respaldados por la estrategia de excelencia federal y estatal. Esta investigación aún es al principio y promete perspectivas emocionantes para la investigación cuántica.

Como parte del ct.qmat, la primera generación de excitones en un aislamiento topológico también se realizó. Este resultado de la investigación abre nuevas posibilidades para los chips de computadora controlados por la luz y las tecnologías cuánticas, que se registró en la revista nature. Los Exzitons podrían usarse como portadores de información para componentes controlados por la luz, mientras que las interacciones entre la luz y los excitones abren una nueva dimensión de la arquitectura de computadora cuántica.