Al decenia, geleerden hebben geloofd dat de kwantumstatistische eigenschappen van bosonen behouden blijven in plasmonische systemen, en zal daarom geen andere vorm van licht creëren.

Dit snelgroeiende onderzoeksgebied richt zich op kwantumeigenschappen van licht en de interactie ervan met materie op nanoschaalniveau. Gestimuleerd door experimenteel werk in de mogelijkheid om niet-klassieke correlaties in licht-materie-interacties gemedieerd door verstrooiing van fotonen en plasmonen te behouden, er is aangenomen dat vergelijkbare dynamiek ten grondslag ligt aan het behoud van de kwantumfluctuaties die de aard van lichtbronnen bepalen. De mogelijkheid om systemen op nanoschaal te gebruiken om exotische vormen van licht te creëren, zou de weg kunnen banen voor kwantumapparaten van de volgende generatie. Het zou ook een nieuw platform kunnen vormen voor het verkennen van nieuwe kwantumfenomenen.

In nieuwe bevindingen gepubliceerd in Natuurcommunicatie , Onderzoekers van de Louisiana State University en vier samenwerkende universiteiten hebben een ontdekking gedaan die een paradigma in de kwantumplasmonica verandert door het potentieel aan te tonen van metalen nanostructuren om verschillende vormen van licht te produceren.

hun papier, "Observatie van de wijziging van kwantumstatistieken van plasmonische systemen, " geschreven door medewerkers van de Universiteit van Alabama in Huntsville, Technologico de Monterrey, Universidad Nacional Autónoma de México en Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa, toont aan dat de kwantumstatistieken van systemen met meerdere deeltjes niet altijd worden bewaard in plasmonische platforms. Het beschrijft ook de eerste waarneming van de gewijzigde kwantumstatistieken.

hoofdauteurs, LSU-postdoctoraal onderzoeker Chenglong You en LSU-afgestudeerde student Mingyuan Hong, laten zien dat optische nabije velden extra verstrooiingspaden bieden die complexe interacties met meerdere deeltjes kunnen induceren.

"Onze bevindingen onthullen de mogelijkheid om multideeltjesverstrooiing te gebruiken om uitstekende controle van kwantumplasmonische systemen uit te voeren, U zei. "Dit resultaat herleidt een oud paradigma op het gebied van kwantumplasmonica, waar de fundamentele fysica die in onze ontdekking is ontdekt, een beter begrip zal opleveren van de kwantumeigenschappen van plasmonische systemen, en nieuwe paden te onthullen om de controle over kwantumsystemen met meerdere deeltjes uit te voeren."

Onderzoek dat werd uitgevoerd door de Experimental Quantum Photonics Group van LSU en dat resulteerde in deze nieuwe bevindingen, werd uitgevoerd in het Quantum Photonics Laboratory van universitair docent Omar Magaña-Loaiza.

"We hebben metalen nanostructuren ontworpen, vervaardigd in goud, om verschillende soorten licht te produceren, " Hong zei. "Ons platform op nanoschaal maakt gebruik van dissipatieve plasmonische nabije velden om complexe interacties in veellichamensystemen van fotonen te induceren en te beheersen. Deze mogelijkheid stelt ons in staat om naar believen de kwantumfluctuaties van multifoton-systemen te beheersen."

De mogelijkheid om licht te construeren met verschillende kwantummechanische eigenschappen heeft enorme implicaties voor meerdere kwantumtechnologieën.

"Bijvoorbeeld, ons platform maakt het mogelijk de kwantumfluctuaties van multifotonsystemen te verminderen om de gevoeligheid van protocollen voor kwantumdetectie te vergroten, " Magaña-Loaiza zei. "In ons lab, we zullen deze voortreffelijke mate van controle benutten om kwantumsimulaties van lichttransport te ontwikkelen. Zo kunnen uiteindelijk betere en efficiëntere zonnecellen worden ontworpen."