Учёные из Университета штата Луизиана создали материал, способный проявлять квантовые свойства при комнатной температуре. Разработка представляет собой тонкую золотую плёнку на стеклянном чипе с нанесёнными микроскопическими узорами. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.
Обычно квантовые материалы крайне чувствительны к внешним условиям и требуют очень низких температур для работы. В новой конструкции исследователи сделали ставку не на электроны и атомы, а на фотоны — частицы света. Это позволяет уменьшить влияние тепловых помех на квантовые процессы, сообщает ScienceAlert.
Созданный материал относится к плазмонным метакристаллам — искусственным кристаллам, в которых свет вызывает колебания электронов, называемые плазмонами. Микроскопические прорези на поверхности золота выполняют роль искусственных атомов, или мета-атомов. Они определяют, какие группы фотонов смогут пройти через структуру.
Меняя размер, форму и расстояние между прорезями, специалисты могут управлять поведением света на квантовом уровне. По словам авторов исследования, метакристалл действует как фильтр для квантовых состояний. Благодаря этому отдельные состояния света можно передавать с меньшими потерями и без криогенного охлаждения.
Разработка пока является экспериментальным подтверждением самой возможности такой технологии. Однако она может стать основой для передачи квантовой информации при обычной температуре. Исследователи также намерены изучить применение плазмонного метакристалла в солнечных элементах, чтобы направлять поступающий свет эффективнее и снижать потери энергии в виде тепла.