Комнатно-температурный квантовый материал создан из атомов золота

Ученые создали первый квантовый материал, работающий при комнатной температуре, используя атомы золота для формирования структуры, которая фильтрует свет на основе его квантовых свойств. Материал, названный квантовым статистическим плазмонным метакристаллом, был разработан командой из Кембриджского университета и описан в журнале Nature. Это открытие может привести к созданию практических квантовых технологий, не требующих дорогих систем охлаждения.

Материал воздействует на свет аналогично тому, как полупроводники управляют электронами, сортируя фотоны по их квантовой статистике. Это означает, что он может различать разные типы квантового света, такие как одиночные фотоны и пары фотонов. Достижение значимо, поскольку предыдущие квантовые материалы работали только при экстремально низких температурах, что ограничивало их реальное применение.

Исследователи создали метакристалл, расположив наночастицы золота в точную решетку. Когда свет попадает на структуру, он взаимодействует с плазмонами — коллективными колебаниями электронов — для создания квантовых эффектов при комнатной температуре. Команда продемонстрировала, что материал может фильтровать свет в зависимости от того, является ли он сгруппированным или антисгруппированным, что является ключевым квантовым свойством.

Это развитие открывает путь для квантовых устройств, таких как датчики, системы связи и компьютеры, которые могут работать в повседневных условиях. Следующие шаги включают улучшение материала и изучение его использования в практических квантовых цепях. Исследователи считают, что этот подход может быть распространен на другие металлы и структуры, что потенциально приведет к новому классу комнатно-температурных квантовых материалов.