Ассоциируется ли у вас слово «экситон-поляритон» с изображением кота или собаки? Скорее всего, вряд ли. Группа физиков из МФТИ, СПбГУ и ВлГУ могла бы с вами поспорить. Ученые разработали новую платформу для контроля над гибридными частицами света и материи. Проще говоря, они «заставили» свет самостоятельно «изображать» любые узоры.
В центре нового исследования — экситон-поляритоны. Это квазичастицы, являющиеся гибридом фотона (частицы света) и экситона (квазичастицы, описывающей возбужденное состояние электрона). От частиц света они «унаследовали» легкость и скорость перемещения на большие расстояния, от экситонов — «умение» взаимодействовать друг с другом.
Коллеги российских ученых уже пробовали управлять этими частицами. Для этого физики придумывали разные способы того, как заставить экситон-поляритоны собираться в одном нужном месте. И все же, ранее никому не удавалось достичь такого уровня контроля над светом.
Авторы нового исследования использовали многослойную структуру. Она состояла из двух высококачественных зеркал и жидкого кристалла, заключенного между ними. Благодаря этому подходу частицы смогли «увидеть» разные среды и распространиться в них с различными скоростями.
Во время экспериментов ученые «убедили» частицы собраться вместе так, чтобы создать сложные полутоновые изображения, сгенерированные нейросетью. Как итог, экситон-поляритоны «нарисовали» разных животных и сердца.
Ученые утверждают, что возможность создавать световые поля со сложной структурой применима в самых разных областях — от оптических пинцетов и микроскопии до систем оптической связи и хранения данных. Возможно, продолжение исследований в этой области откроет новую эпоху в управлении светом на квантовом уровне.
Читайте больше актуальных новостей тут.