Rochesterin yliopiston tutkijat ovat onnistuneet luomaan hiukkasia, joilla on negatiivinen massa atomisen ohuella puolijohteella. Tämä negatiivinen massa vaikuttaa keskitettyyn valoon mikro-onkalossa. Löydöksen avulla voidaan kehittää esimerkiksi erittäin vähän tehoa kuluttava laser.
Tämä yksinään on jo ”mielenkiintoinen ja jännittävä fysiikan näkökulmasta”, sanoo kvanttioptiikan ja kvanttifysiikan dosentti Nick Vamivakas. - Mutta luomallamme laitteella voidaan myös tuottaa laservaloa vähitellen pienenevällä käyttöteholla.
Laite koostuu kahdesta peilistä muodostuvasta optisesta mikrokaviteetista, jonne tutkijat sijoittivat atomisen ohuen molybdeeni-diselenidi -puolijohteen. Puolijohde sijoitettiin siten, että sen vuorovaikutus rajatun valon kanssa tuotti puolijohteesta eksitoneja, jotka yhdistyivät fotonien kanssa polaritonien muodostamiseksi.
- Kun eksiton saadaan luovuttamaan osa identiteetistään fotonille polaritonin luomiseksi, saamme käyttöömme objektiin, jolla on negatiivinen massa. Muut tutkimusryhmät ovat tehneet kokeita samanlaisilla laitteilla, mutta tämä on ensimmäinen laite, jolla tuotetaan negatiivisia massoja, toteaa Vamivakas.
Penn Staten, ETH Zürichin, Pittsburghin yliopiston ja israelilaisen Holon Institute of Technologyn kokoama tutkijaryhmä on osoittanut, että valohiukkasten käyttäytyminen voidaan tehdä vastaamaan ennusteita neliulotteisesta versiosta kvantti Hall -vaikutuksesta.
Täten he ovat ensimmäistä kertaa rakentaneet kaksiulotteisen kokeilujärjestelmän, jonka avulla voi tutkia materiaalien fysikaalisia ominaisuuksia, jotka teoretisoituvat olemassa olevaksi vain neliulotteisina.
Tutkijat osoittivat, että neliulotteisen kvantti-Hall fysiikka voidaan emuloida käyttämällä fotoneja, jotka kulkevat lasisen aaltojohdematriisin läpi.
Löytö on enemmän tieteellinen mutta tutkijat arvelevat, että korkeamman ulottuvuuden fysiikkaa voitaisiin käyttää suunnitteluperiaatteena uudenlaisille fotoniikkalaitteille.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 24.1.2018
Suuren nopeuden Ethernet-muuntajien tulee täyttää nykyaikaisille, tehokkaille verkkolaitteille asetetut vaatimukset. Niiden tehtävänä on turvata luotettava ja varma datansiirto, optimoida signaalin laatu ja tehostaa verkon yleistä suorituskykyä ja kapasiteetin hyödyntämistä.
