Partículas con masa negativa han sido creadas en un semiconductor de grosor atómico, haciendo que interactúe con la luz confinada en una microcavidad óptica; y es una nueva forma de producir láser.
Esto no solo es “interesante y emocionante desde una perspectiva física”, dice Nick Vamivakas, profesor asociado de óptica cuántica y física cuántica en el Instituto de Óptica de la Universidad de Rochester, autor principal de este avance. “También resulta que el dispositivo que hemos creado presenta una forma de generar luz láser con una cantidad de energía incrementalmente pequeña”.
El dispositivo, descrito en Nature Physics, consiste en dos espejos que crean una microcavidad óptica, que confina la luz en diferentes colores del espectro dependiendo de cómo estén espaciados los espejos.
Investigadores en el laboratorio de Vamivakas incrustaron un semiconductor de diseleniuro de molibdeno atómicamente delgado en la microcavidad. El semiconductor se colocó de tal manera que su interacción con la luz confinada dio como resultado partículas pequeñas del semiconductor llamadas excitones, que se combinaron con fotones de la luz confinada para formar polaritones.
“Al hacer que un excitón ceda parte de su identidad a un fotón para crear un polaritón, terminamos con un objeto que tiene una masa negativa asociada a él”, explica Vamivakas. “Eso es algo en lo que pensar, porque si tratas de empujar o tirar, irá en la dirección opuesta a lo que tu intuición te diría”.
Otros grupos de investigación han estado experimentando con dispositivos similares, dice Vamivakas, pero este es el primer dispositivo en producir partículas con masa negativa.
Aunque las aplicaciones aún están por venir, agrega Vamivakas, su laboratorio continuará explorando cómo el dispositivo podría servir como sustrato para producir láseres. “Con los polaritones que hemos creado con este dispositivo, la prescripción para hacer funcionar un láser es completamente diferente”, dice Vamivakas en un comunicado. “El sistema comienza a funcionar con una entrada de energía mucho más baja” que los láseres tradicionales que se usan actualmente.
También se pretende indagar en las implicaciones físicas de crear masa negativa en el dispositivo. “Estamos soñando formas de aplicar empujones y tiradores, tal vez aplicando un campo eléctrico a través del dispositivo, y luego estudiar cómo estos polaritones se mueven en el dispositivo bajo la aplicación de la fuerza externa”, agregó.
Fuente: Europa Press