I ricercatori controllano le proprietà quantistiche dei materiali 2D con luce personalizzata
Un team di scienziati ha sviluppato un metodo che sfrutta la struttura della luce per distorcere e modificare le proprietà dei materiali quantistici. I loro risultati, pubblicati oggi su Nature , apriranno la strada ai progressi nell'elettronica quantistica, nell'informatica quantistica e nella tecnologia dell'informazione di prossima generazione.
Il team, guidato da ricercatori dello SLAC National Accelerator Laboratory del Dipartimento dell'Energia e dell'Università di Stanford, ha applicato questo metodo a un materiale noto come nitruro di boro esagonale (hBN), un singolo strato di atomi disposti a nido d'ape con proprietà che lo rendono unico adatto per la manipolazione quantistica. Nei loro esperimenti, gli scienziati hanno utilizzato un tipo speciale di luce, il cui campo elettrico assomiglia a un trifoglio, per modificare e controllare il comportamento del materiale a livello quantistico su una scala temporale ultraveloce.
Il modo in cui l'onda luminosa viene distorta consente inoltre ai ricercatori di controllare con precisione le proprietà quantistiche del materiale, regole che determinano il comportamento degli elettroni, che sono essenziali per l'elettricità e il flusso di dati. Questa capacità di controllare le proprietà quantistiche su richiesta potrebbe aprire la strada alla creazione di interruttori quantistici ultraveloci per le tecnologie future.
"Il nostro lavoro è come trovare un nuovo modo di sussurrare al mondo quantistico e far sì che ci riveli i suoi segreti", ha affermato Shubhadeep Biswas, uno scienziato dello SLAC e dell'Università di Stanford che ha guidato la ricerca.
Le tecniche tradizionali spesso richiedono che la luce abbia la giusta energia per lavorare con un materiale, una limitazione che questo nuovo approccio aggira abilmente. Utilizzando un tipo speciale di luce e adattando il suo schema per adattarlo a quello del materiale, gli scienziati possono indurre il materiale in nuove configurazioni senza essere vincolati dalle sue proprietà naturali.
"Questa luce strutturata non si limita a illuminare il materiale; si attorciglia attorno ad esso, alterando le sue proprietà quantistiche su richiesta in un modo che possiamo controllare", ha affermato Biswas.