St Andrews Üniversitesi liderliğindeki araştırmacılar, kuantum parçacıklarının konumunu ve enerjisini düzenleyebilen ve bir gün OLED’ler ve küçük lazerler gibi yeni teknolojiler yaratmak için kullanılabilecek bir cihaz olan ortam sıcaklığında bir kuantum harmonik osilatör yarattı.
Araştırmacılar, oda sıcaklığında bile kuantum durumları sergileyen polaritonları oluşturmak için organik bir yarı iletken kullandılar. Araştırma, Singapur’daki Nanyang Teknoloji Üniversitesi’ndeki araştırmacılarla ortaklaşa yürütüldü ve kısa süre önce Nature Communications’da yayınlandı.
Polaritonların Oluşumu
Yarı iletken bir malzemedeki uyarımlar ve ışığın temel yapı taşları olan fotonlar, ışık ve maddenin kuantum karışımları olan polaritonları oluşturmak için birleştirilir. Bilim insanları ışığı, OLED akıllı telefon ekranlarında kullanılan ışık yayan malzeme türü olan ve insan saçından 100 kat daha ince olan organik yarı iletken bir katmana hapsederek polaritonlar üretmek için iki yüksek yansıtıcı ayna arasına sıkıştırdılar.
Havadaki neme benzer şekilde, polaritonlar yoğunlaşabilir ve belirli bir tür sıvı üretebilir. Araştırmacılar bu kuantum sıvısının özelliklerini manipüle etmek için onu bir lazer ışını örüntüsü içinde tuttular. Sonuç olarak, bir keman telinin titreşimlerine benzeyen bir dizi harmonik frekans, sıvının salınmasına neden oldu.
Bu kuantize titreşim durumları şekil bakımından “kuantum harmonik osilatörlere” benziyordu.
Andrews Üniversitesi Fizik ve Astronomi Fakültesi’nden proje lideri Dr. Hamid Ohadi şunları söyledi: “Kuantum harmonik osilatör, kuantum fiziği derslerimizde öğrencilerimizle tartıştığımız bir ders kitabı konusudur. Daha önce bu salınımları gözlemlemek için karmaşık soğutma tekniklerinin gerekli olduğuna inanıyorduk. Bu temel fizik fenomeninin ortam sıcaklığında da görülebildiğini keşfettik.”
Meslektaşı Profesör Graham Turnbull, “Bu kuantum osilatörü analiz ederek polaritonların konumunu ve hareketini düzenleyebiliyoruz. Bu bilgiyi gelecekte çevresel algılama için yeni kuantum teknolojilerinin yanı sıra yeni OLED ve mikrolazer tasarımları oluşturmak için kullanmak istiyoruz.”
Andrews proje ekibinin bir üyesi olan Profesör Ifor Samuel şunları söyledi: “Bu çalışmanın bir yerde numuneyi uyarırken başka bir yerde (polariton) ışımayı gözlemleme becerisi, ışık ve maddenin kuantum karışımının makroskopik mesafeler boyunca seyahat edebileceğini göstermektedir. Bu durum lazerlerin yanı sıra güneş pilleri için de faydalı olabilir.”
Kaynak: phys.org/news
