Imagina partículas híbridas, en el límite entre la luz y la materia, tan extrañas que parecen desafiar las leyes de la física. Y ahora agregue otra capa de rareza: ¡estas partículas pueden tener masa negativa! Esto es exactamente lo que observaron el Dr. Matthias Wurdack, el Dr. Tinghe Yun y el Dr. Eliezer Estrecho del Departamento de Ciencia y Tecnología Cuántica (QST) durante los experimentos con excitón-polaritones.
Realización experimental de la masa (El término masa se utiliza para designar dos cantidades unidas a un negativo…).
Crédito: Nature Communications (2023).
El excitón es un par (Decimos que un conjunto E es un par cuando está formado por dos elementos distintos…) formado por un electrón (El electrón es una partícula elemental de la familia de los leptones, y que tiene carga… ) y un agujero en un cristal (Cristal es un término común para un sólido con formas regulares, aunque…) semiconductor (Un semiconductor es un material que tiene las características eléctricas…). Si este par está fuertemente acoplado a un fotón (En física de partículas, el fotón (a menudo simbolizado por la letra γ — gamma)…), una partícula híbrida (En genética, el híbrido es el cruce de dos individuos de dos variedades, …) puede aparecer el llamado excitón-polaritón.
Observados por primera vez hace más de 30 años, los excitones-polaritones han mostrado propiedades sorprendentes, como la superfluidez y la formación de condensados de Bose-Einstein. Estas extrañas partículas están siendo exploradas por muchos grupos de investigación en todo el mundo (La palabra mundo puede referirse a:), con la esperanza de que puedan ser la base de futuras tecnologías de baja energía (En el sentido común, la energía se refiere a cualquier cosa que te permita hacer un trabajo, fabricar algo, etc.).
Bajo ciertas condiciones, los investigadores encontraron que la dispersión de estas partículas se invirtió, lo que equivale a una masa negativa. Sorprendentemente, este descubrimiento se debe a pérdidas de energía.
Investigadores de FLEET y ANU: de izquierda a derecha Dr. Eliezer Estrecho, Dr. Matthias Wurdack y Dr. Tinghe Yun.
Crédito: Phil Dooley ANU
La sorpresa vino de la interpretación de los resultados. Al observar otros dominios, como las cavidades de microondas, se dieron cuenta de que una constante de acoplamiento imaginaria podría corresponder a las pérdidas del sistema. Los cálculos mostraron que cuando se desconectaron las interacciones excitón-fonón, la masa cambió de positiva a negativa, un comportamiento que reprodujeron los experimentos. Los resultados ahora se publican en la revista Nature Communications.
Este descubrimiento es otra faceta del comportamiento contrario a la intuición de los excitones-polaritones, dijo el Dr. Wurdack. «Este comportamiento podría usarse para la ingeniería de dispersión, potencialmente para probar nueva física y crear dispositivos aún no imaginados. No puedo predecir el alcance de las aplicaciones futuras que utilizan este tipo de ingeniería de dispersión, pero espero que esto se explore en futuras actividades de investigación».
¿Te ha gustado este artículo? ¿Quieres apoyarnos? Compártelo en las redes sociales con tus amigos y/o coméntalo, ¡esto nos animará a publicar más temas similares!