Altın atomlarından oda sıcaklığında kuantum malzemesi oluşturuldu

Bilim insanları, altın atomlarını kullanarak ışığı kuantum özelliklerine göre filtreleyen bir yapı oluşturarak oda sıcaklığında çalışan ilk kuantum malzemesini üretti. Kuantum istatistiksel plazmonik metakristal adı verilen malzeme, Cambridge Üniversitesi'nden bir ekip tarafından geliştirildi ve Nature dergisinde yayımlandı. Bu buluş, pahalı soğutma sistemleri gerektirmeyen pratik kuantum teknolojilerine yol açabilir.

Malzeme, yarı iletkenlerin elektronları kontrol etmesine benzer şekilde ışığı etkileyerek fotonları kuantum istatistiklerine göre sıralar. Bu, tek fotonlar ve foton çiftleri gibi farklı kuantum ışık türlerini ayırt edebileceği anlamına gelir. Bu başarı, önceki kuantum malzemelerinin yalnızca çok düşük sıcaklıklarda çalışması ve gerçek dünya uygulamalarını sınırlaması nedeniyle önemlidir.

Araştırmacılar, altın nanoparçacıklarını hassas bir kafes halinde düzenleyerek metakristali oluşturdu. Işık yapıya çarptığında, plazmonlar (elektronların kolektif salınımları) ile etkileşime girerek oda sıcaklığında kuantum etkileri üretir. Ekip, malzemenin ışığı kümelenmiş veya anti-kümelenmiş olmasına göre filtreleyebildiğini gösterdi; bu temel bir kuantum özelliğidir.

Bu gelişme, sensörler, iletişim sistemleri ve bilgisayarlar gibi kuantum cihazlarının günlük ortamlarda çalışabilmesinin önünü açıyor. Sonraki adımlar, malzemeyi iyileştirmek ve pratik kuantum devrelerinde kullanımını araştırmaktır. Araştırmacılar, bu yaklaşımın diğer metallere ve yapılara da uygulanabileceğine ve potansiyel olarak yeni bir oda sıcaklığı kuantum malzemeleri sınıfına yol açabileceğine inanıyor.