Un team di ricercatori della Chalmers University of Technology ha trovato un modo per creare cavità ottiche autoassemblanti che possono raggiungere uno stato di accoppiamento forte che supporta la formazione di polaritoni. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Natura , il gruppo descrive come sono state realizzate le loro cavità ottiche e i loro possibili usi. Johannes Feist con l'Università Autonoma di Madrid ha pubblicato un articolo su News and Views sul lavoro svolto dal team su questo sforzo nello stesso numero della rivista.

Le cavità ottiche sono disposizioni di specchi che intrappolano la luce. Sono uno dei componenti principali dei laser. In questo nuovo sforzo, i ricercatori stavano lavorando con minuscole scaglie di metallo che ritenevano potessero essere utilizzate per creare una cavità ottica. A quello scopo, hanno creato un organico, soluzione di composto ionico che conteneva ioni carichi (sia positivi che negativi). Hanno quindi sospeso minuscole scaglie di metallo nella soluzione, che rivestiva i fiocchi con doppi strati di ioni, dando loro una carica positiva netta, una situazione che normalmente porterebbe i fiocchi a respingersi completamente l'un l'altro. Però, i fiocchi erano caratterizzati anche da una forza di Casimir, che serviva a controbilanciare le forze repulsive. Sono sorti a causa del movimento casuale degli elettroni nei fiocchi di metallo. Insieme, le due forze hanno portato i fiocchi di metallo ad autoassemblarsi in coppie speculari con una distanza molto piccola tra loro (circa 100-200 nm), notevolmente inferiore al diametro dei fiocchi. Quello spazio è stato trovato per intrappolare la luce, il che significava che era una cavità ottica.

cavità ottiche, come quelli prodotti dai fiocchi di metallo, non intrappolare tutta la luce in un sistema. Intrappolano solo determinate frequenze, che consente loro di formare un'onda stazionaria. In tali sistemi, la lunghezza d'onda della luce intrappolata è determinata dalla lunghezza della cavità. I ricercatori hanno scoperto che manipolando le cavità ottiche, potrebbero spingerli a sostenere la formazione di polaritoni. Notano anche che cambiare la distanza tra i fiocchi di metallo alterando la concentrazione di ioni nella soluzione ha permesso di creare polaritoni da materiali diversi. Concludono che il loro approccio potrebbe essere utilizzato in un'ampia varietà di applicazioni, dalla chimica optomeccanica a quella polaritonica alle nanomacchine.

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