Um oscilador harmônico quântico – uma estrutura que pode controlar a localização e a energia de partículas quânticas que poderiam, no futuro, ser usadas para desenvolver novas tecnologias, incluindo OLEDs e lasers em miniatura – foi feito em temperatura ambiente por pesquisadores liderados pela Universidade de St. Andrés.

 

A pesquisa, realizada em colaboração com cientistas da Nanyang Technological University, em Cingapura, e publicada na Natureza das Comunicações recentemente, usou um  para produzir polaritons, que mostram estados quânticos mesmo à temperatura ambiente.

 

Polaritons são misturas quânticas de luz e matéria que são feitas combinando excitações em um  com fótons, as partículas fundamentais que formam a luz. Para criar polaritons, os pesquisadores prenderam a luz em uma fina camada de um semicondutor orgânico (o tipo de material emissor de luz usado em telas OLED de smartphones) 100 vezes mais fino que um único fio de cabelo humano, imprensado entre dois espelhos altamente reflexivos.

 

Os polaritons, como a umidade do ar, podem condensar e formar um tipo de líquido. Os pesquisadores encurralaram esse líquido quântico dentro de um padrão de feixes de laser para controlar suas propriedades. Isso fez o fluido oscilar com uma série de frequências harmônicas que lembram as vibrações de uma corda de violino. A forma desses estados quantizados de vibração correspondiam aos de um “oscilador harmônico quântico”.

 

Um dos líderes do projeto, Dr. Hamid Ohadi, da Escola de Física e Astronomia da Universidade de St Andrews, disse: “Este é um problema de livro didático que examinamos com nossos alunos em nossos cursos de física quântica é o oscilador harmônico quântico. Costumávamos pensar que são necessários métodos sofisticados de resfriamento para ver esses osciladores. Descobrimos que esse fenômeno físico fundamental pode ser visto em  também."

 

Seu colega, professor Graham Turnbull, acrescentou: “Ao estudar este oscilador quântico, estamos aprendendo a controlar a localização e o movimento dos polaritons. No futuro, esperamos explorar esse conhecimento para desenvolver novas tecnologias quânticas para detecção ambiental ou novos tipos de OLEDs e lasers em miniatura”.

 

O professor Ifor Samuel, também parte da equipe do projeto em St Andrews, disse: “Um dos aspectos mais notáveis ​​deste estudo é que excitamos a amostra em um só lugar, mas veja () laser em outro, mostrando que uma mistura quântica de luz e matéria pode percorrer distâncias macroscópicas. Isso pode ser útil não apenas para lasers, mas também para . "

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