Nasza reprezentantka w grupie naukowców badających wiry w ciałach stałych

"Dziury i uwolnione elektrony mają swoją dynamikę, w szczególności mogą przyciągać się i tworzyć rodzaj stanów związanych nazywanych ekscytonami. Ekscytony są więc lokalnymi zaburzeniami porządku na powłokach elektronowych atomów sieci krystalicznej. Zaburzenia te mogą się przemieszczać wewnątrz ciała stałego, a ich zachowanie pod wieloma względami przypomina ruch zwykłych cząstek, dlatego nazywa się je kwazicząstkami" - czytamy.

Przemieszczanie się dużej liczby kwazicząstek poprzez kryształ może być porównane do przepływu płynu. W takim ruchu kwazicząstek defekty sieci krystalicznej - miejscowe nieregularności ułożenia atomów lub obecność "obcych" atomów innych pierwiastków - zaburzają swobodny przepływ podobnie jak kamienie w strumieniu zaburzają przepływ wody. A więc mogą pojawiać się wiry.

Jednym z warunków koniecznych do wytworzenia dynamicznych wirów w ciele stałym, jest wprowadzenie "płynu" kwazicząstek w stan nadciekły. Pracujący na politechnice w Lozannie zespół, w skład którego wchodziła dr Barbara Piętka z FUW, wprowadził w stan nadciekły polarytony.

Nazwą tą określa się ekscytony sprzężone ze światłem. "Są to kwazicząstki, będące połączeniem światła widzialnego (fotonu) oraz materii (ekscytonu)" - opisuje dr Piętka.

Nadciekłe polarytony nakierowano na znajdujący się w krysztale defekt - niewielką wypukłość. "Aby wytworzyć wiry kwantowe trzeba było rozpędzić polarytony na tyle, by na obwodzie defektu prędkość tych kwazicząstek przekraczała prędkość dźwięku" - tłumaczy badaczka. - Wtedy stan nadciekły się załamywał, a za defektem pojawiały się wiry".

Badaniem własności polarytonów zajmuje się nowa dziedzina fizyki nazywana polarytroniką. "Oczekuje się, że prowadzone w jej ramach prace pozwolą zbudować w przyszłości wiele pożytecznych urządzeń m.in. zużywające mniej energii lasery lub nowe polarytonowe pamięci optyczne oraz tranzystory - napisano w komunikacie FUW. -Badanie zjawisk zachodzących podczas przepływu polarytonów przez półprzewodnik jest ważne z punktu widzenia ich zastosowań - zakłócenia jakie powstają podczas tego procesu, będą miały wpływ na szybkość przekazywania informacji."

Źródło: PAP - Nauka w Polsce