Фотонный «клей» помог создать искусственные атомы из электронов

Международная команда учёных под руководством Симона Де Либерато (Simone De Liberato), профессора Школы физики и астрономии Саутгемптонского университета (Великобритания) нашла способ, как связать вместе две электроноподобные квазичастицы.

В статье для журнала Nature Physics они впервые продемонстрировали, что фотоны, элементарные частицы света, могут быть использованы для «склеивания» отрицательно заряженных частиц с образованием нового вида материи, названного ими Photon Bound Exciton.

Для того, чтобы воплотить в жизнь предсказания теоретиков, сделанные в прошлом году, профессор Де Либерато с коллегами сконструировали наноустройство, захватывающее электроны в потенциальные ямы нанометрового размера.

Сначала они показали, что фотоны, обладающие достаточно высокой энергией, выбивают электроны из ловушек в соответствии с фотоэлектрическим эффектом, за открытие которого Эйнштейн получил Нобелевскую премию 1921 г.

Затем устройство было помещено между двух золотых зеркал, которые улавливали фотоны и значительно усиливали их взаимодействие с электронами. В этой экспериментальной конфигурации выбитые фотоном электроны продолжали оставаться в яме. Это происходило из-за образования между ними стабилизированной фотоном связи, превосходящей силы электростатического отталкивания одинаково заряженных частиц.

Достигнутый результат свидетельствует о возможности конструирования новых искусственных атомов с заданной электронной конфигурацией, что значительно расширит выбор материалов для научных исследований и приложений фотоники.