Een team van onderzoekers van het Institute for Quantum Electronics, ETH Zürich, het Max Planck Institute of Quantum Optics en het München Center for Quantum Science and Technology hebben een manier gevonden om polaritonische niet-lineariteit te vergroten. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordeling X , de groep beschrijft het bouwen van een mechanisme om polaron-polaritonen te creëren, wat leidde tot een boost in polaritonische niet-lineariteit.

Terwijl wetenschappers hun zoektocht voortzetten om echt bruikbare kwantumcomputers te maken, ze hebben de behoefte aan niet-lineaire effecten gevonden in optische informatieplatforms. Dergelijke effecten kunnen worden gebruikt door informatiedragende fotonen terwijl ze op elkaar inwerken om taken uit te voeren zoals kleurmodificatie en het induceren van verstrengeling. Echter, dergelijke inspanningen zijn tot dusver tekortgeschoten als gevolg van inefficiënties. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een mechanisme gecreëerd dat het mogelijk maakt om de niet-lineariteit van een medium te versterken.

Het werk omvatte het creëren van een polariton door een foton te koppelen dat stevig was gebonden aan een exciton op een basis van molybdeendiselenide. De onderzoekers injecteerden vervolgens elektronen die werden aangetrokken door de polaritonen. Die aantrekkingskracht leidde tot een elektronendichtheid met een piek die zich dichtbij de polariton bevond en in een cirkelvormige hoepel eromheen afnam. Het resultaat was een quasideeltje dat de polariton combineerde met de herverdeelde elektronen - een polaron-polariton. Ze merkten op dat de polaron-polaritonen veel groter waren dan een polariton, waardoor de polaronen op grotere afstanden interageren - en dat leidde tot een 50-voudige toename van optische niet-lineariteit.

De onderzoekers testten hun mechanisme door de brekingsindex van de lichtintensiteit te observeren en verschuivingen van polaron-polariton-amplificaties op te merken. Ze toonden ook aan dat de polaron-polaritonen konden worden versterkt met behulp van gestimuleerde emissies. Ze erkennen dat de niet-lineariteitsboosts die ze hebben bereikt niet voldoende zijn voor gebruik in kwantumtoepassingen, maar merk op dat grotere boosts kunnen worden gezien door een basis te gebruiken met een hogere inherente niet-lineariteit. Ze suggereren verder dat hun ideeën op sommige gebieden kunnen leiden tot nieuwe onderzoekspistes, zoals fotonen die veel verstrengelde fotonen gebruiken die zich gedragen op een manier die doet denken aan een kwantumvloeistof. Ze merken ook op dat delen van hun werk ook nuttig kunnen zijn bij het zoeken naar bewijs van wie dan ook.

© 2020 Wetenschap X Netwerk