Natuurkundigen hebben abnormale interactiegolven tussen licht en materie ontdekt

Natuurkundigen van Purdue University hebben nieuwe golven ontdekt met ruimtelijke variaties in elektromagnetisch vlak

velden op picometerschaal die dat wel kunnenverspreid in halfgeleiders. Picofotongolven zouden kunnen worden gebruikt om nieuwe optische apparaten voor kwantumtechnologieën te ontwikkelen, zeggen onderzoekers.

Interactie van licht en materie in materialenspeelt een centrale rol in verschillende fotonische apparaten, van lasers tot detectoren. In het afgelopen decennium heeft nanofotonica, de studie van hoe licht op nanometerschaal stroomt in geconstrueerde structuren zoals fotonische kristallen en metamaterialen, tot belangrijke vorderingen geleid.

Een al lang bestaand mysterie in dit gebied is de vermissingverband tussen atomaire roosters, hun symmetrieën en de rol die het speelt in picoscopische lichtvelden, zeggen de auteurs van de studie. Om dit probleem aan te pakken, ontwikkelden theoretisch natuurkundigen Maxwell's Hamiltoniaanse structuur van materie en pasten daarop de kwantumtheorie van door licht geïnduceerde respons in materialen toe.

Wetenschappers hebben dat bewezen onder de traditionelebekende elektromagnetische golven in het atoomrooster zouden nieuwe afwijkende golven moeten ontstaan. Deze lichtgolven fluctueren wild, zelfs binnen dezelfde fundamentele bouwsteen van een siliciumkristal. 

Природные материалы сами по себе имеют богатую внутреннюю симметрию кристаллической решетки, и свет сильно зависит от этой симметрии. Наша ближайшая цель — применить теорию к множеству квантовых и топологических материалов, а также экспериментально подтвердить существование этих новых волн.

Satvik Bharadwaj, research fellow aan de Purdue University en co-auteur van het onderzoek

Lees verder:

De belangrijkste theorie over de oorsprong van de mens werd weerlegd: waar kwamen we vandaan?

'S Werelds eerste 'ontlastings'-pil' goedgekeurd in Australië

Eerste 'keuken' ter wereld ontdekt: vis gebakken daar 780.000 jaar geleden

Op de cover: een artistieke illustratie van de opening:golfvoortplanting in een driedimensionaal rooster van siliciumatomen. De rode golf is een gewone elektromagnetische golf die zich voortplant in een vaste stof. De blauwe interne golf vertegenwoordigt de nieuwe voorspelde picofotongolf. Afbeelding: Zubin Jacob, Perdue Universiteit