Учёные научились управлять «жидким светом»

Международная группа исследователей из Китая и России разработала новый способ управления экситон-поляритонными конденсатами — системами, которые называют «жидким светом». Работа опубликована в журнале Physical Review B.



Экситон-поляритоны — необычные квазичастицы, возникающие в полупроводниковых микрорезонаторах, где фотоны и экситоны настолько сильно взаимодействуют, что образуют единое квантовое целое. Они почти невесомы, как свет, но способны взаимодействовать, как частицы вещества. Благодаря этим свойствам поляритоны могут формировать Бозе-Эйнштейновский конденсат — состояние, в котором миллионы частиц ведут себя как единый «суператом». Однако такие системы крайне нестабильны и требуют постоянной подпитки лазером, что затрудняет их практическое применение.

Физики из Чжэцзянского педагогического университета, Университета Вестлейк, СПбГУ и МФТИ предложили решение. Вместо того чтобы пытаться создать идеальную симметрию, они использовали двухэтапный подход: сначала задали энергетический ландшафт с зонами усиления и потерь, а затем добавили дополнительный гауссов лазерный насос. Он компенсировал внутренний дисбаланс и сделал систему устойчивой.

Моделирование показало, что конденсат формирует стабильные волновые структуры — солитоны и вихри, близкие к состояниям с PT-симметрией. По словам профессора Алексея Кавокина (МФТИ), этот принцип напоминает технологию активного шумоподавления: система не становится идеальной, но внешнее воздействие сглаживает её дефекты.

Результаты работы открывают путь к созданию новых оптических транзисторов и квантовых элементов, которые в будущем смогут заменить или дополнить современные электронные технологии.

Читайте также: