Физики научились контролировать переходы между разными состояниями материи

Международная группа физиков впервые смогла экспериментально зарегистрировать переход между двумя принципиально разными состояниями материи. Ученые разработали теоретическую модель, объясняющую такой переход, и обнаружили способ «переключаться» между разными состояниями. Результаты исследования опубликованы в Physical Review Letters.

При воздействии электромагнитных волн на некоторые среды могут возникать так называемые поляритоны (сложные квазичастицы, гибрид материального возбуждения и кванта света). Физики выделяют два возможных состояния поляритонов. Так, они могут объединиться в своего рода волну, солитон, и распространяться в среде, не меняя коллективных размеров и свойств (то есть вести себя как одна большая частица). Второе возможное состояние поляритонов — конденсат Бозе — Эйнштейна, когда все квазичастицы переходят в состояние с минимальной энергией и равномерно распространяются по всей системе. Авторам исследования удалось наблюдать переход между двумя этими режимами.

Работа международной группы исследователей состояла из двух частей: экспериментальной и теоретической. Ученые из Университета Шеффилда (Великобритания) получили из полупроводникового материала систему с точно заданными свойствами. Затем исследователи с помощью лазера создали в системе поляритоны и зарегистрировали излучение от них. Изменяя параметры лазера, ученые смогли наблюдать переход из состояния поляритонного солитона в конденсат Бозе — Эйнштейна. Теоретическая группа Университета ИТМО разработала модель, количественно описывающую экспериментальные наблюдения.

По заявлениям ученых, полученное описание переключения состояний может стать базой для создания новых миниатюрных устройств на основе этого явления. В дальнейшие планы ученых входит уменьшение размеров систем для создания таких переходов до субволнового масштаба. Полученные таким образом устройства можно будет использовать для телекоммуникаций или, например, создания новых лазеров.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.