Группа исследователей из Сколковского института науки и технологий, сотрудничая с учеными Исландского университета, Варшавского университета и Института спектроскопии РАН, впервые создала поляритонный двумерный квазикристалл, обладающий свойством перестраиваться.
Необычное состояние материи определяется дальним порядком и новыми фазовыми особенностями синхронизации.
В проведенном эксперименте специалисты использовали экситон-поляритоны, представляющие собой гибридные квазичастицы, которые объединяют характеристики как света, так и материи. С применением оптических технологий учёные «создали» на поверхности полупроводникового микрорезонатора мозаичную структуру Пенроуза — она не имеет периодического повторяющегося узора, однако характеризуется дальним порядком. При увеличении мощности лазерного источника в пределах узлов мозаики возникали поляритонные конденсаты, которые начинали взаимодействовать друг с другом.
«Мы наблюдали сложные интерференционные узоры, возникающие в результате взаимодействия поляритонов», — рассказал Сергей Аляткин, старший преподаватель Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха и ведущий автор статьи. «Благодаря нехватке периодической структуры, система показала необычный тип фазовой синхронизации, который не наблюдается в периодических решетках», - добавил он (передает "Газета.Ru").
Исследователи зафиксировали появление дальнего порядка, что свидетельствует о макроскопической когерентности на размерах, превышающих размер одного конденсата в сто раз. Доказательством этого стал характерный рисунок пиков Брэгга с десятикратной симметрией, который был обнаружен в спектрах фотолюминесценции.
Полученные результаты открывают новые горизонты для изучения сверхтекучих жидкостей и суперсолидов — твердых тел с сверхтекучими свойствами — в условиях аномальной периодичности. Кроме того, разработанный оптический метод может послужить основой для создания недавно предложенного апериодического покрытия, использующего элементы одной формы — монотайла Смита.
Исследование поляритонных систем имеет большое значение для разработки новых технологий в области квантовых компьютеров и информационных технологий. Поляритонные квазикристаллы открывают возможности для создания новых материалов с уникальными свойствами, которые могут быть использованы в оптоэлектронике и фотонике.
