Una nuova ricerca dell'Università di Southampton ha scoperto con successo un modo per legare due particelle simili a elettroni caricate negativamente che potrebbero creare opportunità per formare nuovi materiali da utilizzare nei nuovi sviluppi tecnologici.

Le cariche elettriche positive e negative si attraggono, formare atomi, molecole, e tutto ciò che di solito chiamiamo materia. Però, le cariche negative si respingono, e per formare oggetti legati simili ad atomi è necessaria una colla extra per compensare questa repulsione elettrostatica e legare insieme le particelle.

In questo ultimo studio, pubblicato sulla rivista Fisica della natura , una squadra internazionale, guidato dal Professor Simone De Liberato della Scuola di Fisica e Astronomia dell'Università di Southampton, dimostrato per la prima volta che i fotoni, le particelle che compongono la luce, può essere usato per incollare cariche negative, creando una nuova forma di materia che chiamarono Photon Bound Exciton

Implementando una previsione teorica pubblicata lo scorso anno dallo stesso team, Il Prof De Liberato e collaboratori hanno fabbricato un nano-dispositivo, intrappolare gli elettroni in pozzi nanoscopici. Hanno iniziato mostrando che i fotoni che hanno colpito il dispositivo con un'energia sufficientemente elevata hanno estratto gli elettroni dai pozzi, una manifestazione prevista dell'effetto fotoelettrico, la cui scoperta valse ad Einstein il premio Nobel del 1921.

Il Prof De Liberato e il suo team hanno poi racchiuso il dispositivo tra due specchi d'oro, che intrappolava i fotoni e focalizzava l'energia luminosa vicino agli elettroni, aumentando drasticamente l'interazione tra luce e materia. Hanno osservato che un elettrone caricato negativamente espulso da un fotone rimane invece intrappolato nel pozzo, legato agli altri elettroni con carica negativa in una nuova configurazione elettronica stabilizzata dal fotone.

Questo risultato dimostra la possibilità di progettare nuovi atomi artificiali con configurazioni elettroniche di design, ampliando drasticamente l'elenco dei materiali disponibili per applicazioni scientifiche e tecnologiche.

Spiegando il significato della scoperta della sua squadra, Il prof De Liberato ha dichiarato:"Abbiamo dimostrato come usare la luce come una sorta di zip subatomica, legando insieme gli elettroni per creare nuovi oggetti simili ad atomi. Così facendo abbiamo ampliato il catalogo dei materiali a disposizione per progettare dispositivi fotonici. Non vedo l'ora di vedere come i molti colleghi che lavorano nel campo della fotonica sfrutteranno questo ulteriore margine di manovra per progettare nuovi dispositivi straordinari".