Велемудр

Это необычное взаимодействие молекул со светом, впоследствии  может быть использовано для обработки квантовой информации.
Cвет, излученный молекулой, назад к ней  не возвращается. Однако, исследователям удалось поместить отдельные молекулы в столь малый оптический резонатор, что испускаемые фотоны успевают вернуться к молекуле. Энергия колебания между светом и молекулой приводит  смешиванию обоих.

Предыдущие попытки смешивать молекулы со светом, были технически сложными и достичь результата можно было  только при очень низких температурах, но исследователи,  из Кембриджского университета, разработали способ получения этих «полусветовых» молекул при комнатной температуре.

Во время эксперимента ученые поместили в полость с зеркальными стенками размером в  один нанометр наночастицу золота. В зазор между ними поместили молекулы цветного красителя.

«Это как зеркальный зал для молекул, только размером в сто тысяч раз тоньше человеческого волоса,» сказал профессор Джереми Баумберг из  центра нанофотоники в Кавендишской лаборатории Кембриджа (NanoPhotonics Centre at Cambridge’s Cavendish Laboratory), который руководил исследованием.

Для того, чтобы смешать молекулы света с молекулами красителя необходимо было правильно расположить её в маленьком зазоре. «Наши молекулы любят лежать плашмя на золоте, и  было очень трудно поставить их прямо» сказал Рохит Чиккареди (Rohit Chikkaraddy) ведущий автор исследования.

Чтобы решить эту проблему, команда вместе с командой химиков в Кембридже под руководством профессора Орена  Шермана (Oren Scherman) поместили молекулы красителя в полые бочкообразные молекулярные клетки, под называнием кукурбитурилы, которые способны удерживать молекулы красителя в требуемом вертикальном положении.

Когда все собрано  правильно расставлено, молекула,  разделяется на два отделенных квантовых состояния, что приводит к «смешиванию». Световая частица меньше, чем за триллионную долю секунды возвращается  к молекуле.

Это необычное взаимодействие молекул со светом, впоследствии  может быть использовано для обработки квантовой информации,  управления химическими связями между атомами, а также помочь в понимании сложных процессов фотосинтеза.

Результаты представлены в журнале Nature.

Источник

2 комментария на “Ученые соединили свет и материю”