«Создание циркулирующих токов поляритонов — вихрей — и управление ими было давней задачей», — сказала руководитель группы, теоретик доктор Елена Островская из Исследовательской школы физики и инженерии.«Теперь мы можем создать циркулирующий поток этих гибридных частиц и поддерживать его в течение нескольких часов».
Поляритоны — это гибридные частицы, обладающие свойствами как материи, так и света. Возможность управлять потоками поляритонов таким образом может помочь в разработке совершенно новой технологии для связи традиционной электроники с новыми лазерными и волоконными технологиями.
Поляритоны образуются в полупроводниках, когда лазерный свет взаимодействует с электронами и дырками (положительно заряженными вакансиями) настолько сильно, что уже невозможно отличить свет от материи.Команда создала спиральный луч, пропустив лазер через кусок латуни со спиральным узором отверстий. Это было направлено в полупроводниковую микрополость, крошечную пластину из арсенида алюминия-галлия, материала, используемого в светодиодах, зажатую между двумя отражателями.«Раньше вихри появлялись только случайным образом и всегда парами, которые вращались в противоположных направлениях», — сказал доктор Роберт Далл, возглавлявший экспериментальную часть проекта.
«Однако, используя спиральную маску для структурирования нашего лазера, мы создаем хиральную систему, которая предпочитает одно направление потока. Поэтому мы можем создать единый стабильный вихрь по желанию».Эти вихри являются примером поведения квантовой жидкости, в которой поляритоны сливаются в редкое состояние вещества, известное как конденсат Бозе-Эйнштейна.
«Помимо того, что эти поляритонные вихри являются окном в квантовый мир, они могут быть использованы для создания чрезвычайно чувствительных детекторов электромагнитных полей, подобных SQUIDS (сверхпроводящие квантовые интерференционные устройства)», — сказала доктор Островская.«Их также можно использовать в качестве носителей квантовой информации».Команда ANU стала пионером в исследовании поляритонов микрополостей в Австралии и надеется, что их успех вдохновит другие исследовательские группы по всей стране.«Поляритоника — это быстро развивающаяся область исследований во всем мире.
Мы надеемся, что сможем создать сеть групп, исследующих эти устройства по всей Австралии и присоединившихся к международным усилиям», — сказала д-р Островская.