Spiraalinen lasersäde luo kvanttipyörteitä

Australian National Universityn (ANU) fyysikot ovat toteuttaneet kierteisen lasersäteen ja käyttäneet sitä luomaan hybridejä valo-aine hiukkasten pyörteitä, joita kutsutaan polaritoneiksi

"Luoda polaritonien kiertäviä virtaukset - pyörteitä - ja hallita niitä on ollut pitkäaikainen haaste", toteaa ryhmän johtaja, teoreetikko tohtori Elena Ostrovskaya. "Voimme nyt luoda kiertävän vuon näitä hybridejä hiukkasia ja ylläpitämään sitä tuntikausia."

Polaritonit ovat hybridejä hiukkasia, joilla on sekä aineen että valon ominaisuuksia. Kyky hallita polaritonien virtaa tällä tavalla voisi tukea täysin uuden teknologian kehitystä joka yhdistää perinteisen elektroniikan uudenlaisiin laser- ja kuitupohjaisiin tekniikoihin.

Polaritonit muodostuvat puolijohteissa kun laservalo vuorovaikuttaa elektronien ja aukkojen kanssa niin voimakkaasti, että ei ole enää mahdollista erottaa valoa aineesta.

Tutkijaryhmä loi kierresäteen laittamalla laserinsa läpi palan messinkiä, jossa on spiraalinen aukkomodostelma. Edelleen säde suunnattiin puolijohteiseen alumiini-gallium-arsenidiseen mikrokaviteettiin.

"Pyörteitä on aiemmin esiintynyt vain satunnaisesti, ja aina pareittain, joiden pyörre on vastakkaisiin suuntiin", sanoo hankkeen kokeellista osaa johtanut tohtori Robert Dall (kuvassa). Kierremaskin avulla luotiin kiraalinen järjestelmä, joka suosii yhtä vuosuuntaa.

 "Sen lisäksi, että kyseessä on ikkuna kvanttimaailmaan, näitä polaritonisia pyörteitä voidaan käyttää erittäin herkkinä sähkömagneettisten kenttien ilmaisimina, samanlaisia kuin SQUIDSit (Superconducting QUantum Interference Devices). Niitä voisi myös käyttää kvantti-informaation kantajina" toteaa Ostrovskaya yliopistonsa tiedotteessa.