Nieuw onderzoek van de Universiteit van Southampton heeft met succes een manier ontdekt om twee negatief geladen elektronachtige deeltjes te binden, wat kansen zou kunnen creëren om nieuwe materialen te vormen voor gebruik in nieuwe technologische ontwikkelingen.

Positieve en negatieve elektrische ladingen trekken elkaar aan, atomen vormen, moleculen, en alles wat we gewoonlijk materie noemen. Echter, negatieve ladingen stoten elkaar af, en om atoomachtige gebonden objecten te vormen is wat extra lijm nodig om deze elektrostatische afstoting te compenseren en de deeltjes aan elkaar te binden.

In deze laatste studie gepubliceerd in het tijdschrift Natuurfysica , een internationaal team, onder leiding van professor Simone De Liberato van de School of Physics and Astronomy van de University of Southampton, voor het eerst aangetoond dat fotonen, de deeltjes waaruit licht bestaat, kan worden gebruikt om negatieve ladingen aan elkaar te lijmen, het creëren van een nieuwe vorm van materie noemden ze een Photon Bound Exciton

Het implementeren van een theoretische voorspelling die vorig jaar door hetzelfde team werd gepubliceerd, Prof De Liberato en collega's fabriceerden een nano-apparaat, het vangen van elektronen in nanoscopische putjes. Ze begonnen met te laten zien dat fotonen die het apparaat raakten met voldoende energie, elektronen uit de putten haalden, een verwachte manifestatie van het foto-elektrisch effect, wiens ontdekking Einstein in 1921 zijn Nobelprijs opleverde.

Prof De Liberato en zijn team sloten het apparaat vervolgens tussen twee gouden spiegels, die de fotonen opsloot en de lichtenergie dicht bij de elektronen concentreerde, waardoor de interactie tussen licht en materie drastisch toeneemt. Ze merkten op dat een negatief geladen elektron dat door een foton wordt uitgeschopt, in plaats daarvan in de put blijft zitten. gebonden aan de andere negatief geladen elektronen in een nieuwe elektronische configuratie gestabiliseerd door het foton.

Dit resultaat toont de mogelijkheid aan om nieuwe kunstmatige atomen te ontwerpen met elektronische ontwerperconfiguraties, drastische uitbreiding van de lijst van materialen die beschikbaar zijn voor wetenschappelijke en technologische toepassingen.

De betekenis van de ontdekking van zijn team uitleggend, Prof De Liberato zei:"We hebben laten zien hoe we licht kunnen gebruiken als een soort subatomaire ritssluiting, elektronen aan elkaar binden om nieuwe atoomachtige objecten te creëren. Hierdoor hebben we de catalogus van beschikbare materialen voor het ontwerpen van fotonische apparaten uitgebreid. Ik kijk ernaar uit om te zien hoe de vele collega's die in de fotonica werken, deze extra speelruimte zullen benutten om nieuwe verbazingwekkende apparaten te ontwikkelen."