La observación, caracterización y control de tres partículas cargadas que interactúan en un estado cuántico –un trión– en la UC Riverside puede revolucionar la transmisión de información.

Físicos de esta universidad californiana consiguieron este lohro sobre triones oscuros en un semiconductor: diselenida de tungsteno de una sola capa ultralimpia (WSe2).

En un semiconductor, como WSe2, un trión es un estado cuántico de tres partículas cargadas. Un trión negativo contiene dos electrones y un agujero; un trión positivo contiene dos agujeros y un electrón. Un agujero es la vacante de un electrón en un semiconductor, que se comporta como una partícula cargada positivamente. Debido a que un trion contiene tres partículas que interactúan, puede transportar mucha más información que un solo electrón.

La mayoría de los aparatos electrónicos de hoy en día utilizan electrones individuales para conducir electricidad y transmitir información. Como los triones transportan carga eléctrica neta, su movimiento puede ser controlado por un campo eléctrico. Los triones puede, por lo tanto, también ser utilizado como portadores de información. En comparación con los electrones individuales, los triones tienen índices de espín e impulso controlables y una estructura interna rica, que se puede usar para codificar información.

Los triones se pueden clasificar en triones brillantes y oscuros con distintas configuraciones de espín. Un trión brillante contiene un electrón y un agujero con espines opuestos. Un trión oscuro contiene un electrón y un agujero con el mismo espín. Los triones brillantes se unen fuertemente a la luz y emiten luz de manera eficiente, lo que significa que se descomponen rápidamente. Sin embargo, los triones oscuros se acoplan débilmente a la luz, lo que significa que se descomponen mucho más lentamente que los triones brillantes, informa la UC Riverside en un comunicado.

Los investigadores midieron la vida útil de los triones oscuros y descubrieron que duran más de 100 veces más que los triones brillantes más comunes. La larga vida útil permite la transmisión de información por triones a una distancia mucho más larga.

“Nuestro trabajo permite escribir y leer información de triones por medio de la luz”, dijo Chun Hung (Joshua) Lui, profesor asistente de física y astronomía en la Universidad de California en Riverside, quien dirigió la investigación. “Podemos generar dos tipos de triones, triones oscuros y brillantes, y controlar cómo se codifica la información en ellos”.

Los resultados de la investigación se publican en la revista Physical Review Letters.

Fuente: EP