来源： 时间：2022-02-12 17:35:04
根据最近的一项研究，通过将光与单个电子结合，结合两者的性质，有可能创造一种新形式的光。
伦敦帝国理工学院的科学家们表明，光和电子的耦合将具有一些特性，这些特性可能导致使用光--光子--而不是电子--包来工作的电路。
它还将允许研究人员在可见的尺度上研究量子物理现象，这些现象控制着比原子更小的粒子。
在普通材料中，光与存在于材料表面和内部的一大堆电子相互作用。但是通过使用理论物理来模拟光和最近发现的一种被称为拓扑绝缘体的材料的行为，帝国研究人员发现它只能与表面上的一个电子相互作用。
这将产生一种耦合，将光和电子的一些性质融合在一起。通常情况下，光是以直线传播的，但当它与电子结合时，它就会沿着自己的路径，追踪材料的表面。
在这项研究中，Vincenzo Giannini和他的同事模拟了这种相互作用围绕一个纳米颗粒--一个直径低于0.00000001米的小球体--由拓扑绝缘体制成。
他们的模型表明，除了光具有电子的性质并使粒子循环之外，电子也具有光的一些性质。
通常情况下，当电子沿着诸如电路之类的材料传播时，当它们遇到缺陷时就会停止。然而，研究小组发现，即使纳米颗粒表面存在缺陷，电子仍然能够在光的帮助下继续前进。
如果这能被应用到光子电路中，它们就会更坚固，更不容易受到破坏和物理缺陷的影响。
贾尼尼说：“这项研究的结果将对我们构思光的方式产生巨大影响。拓扑绝缘体是在过去十年才被发现的，但已经为我们提供了研究的新现象和探索物理学中重要概念的新方法。“
贾尼尼补充说，应该有可能观察到他在使用当前技术的实验中模拟的现象，该团队正在与实验物理学家合作，以使这成为现实。
他认为，导致这种新形式光产生的过程可以放大，这样现象就可以更容易地观察到。目前，量子现象只能在观察非常小的物体或已经过冷的物体时才能看到，但这可以让科学家在室温下研究这些行为。
这项研究发表在《自然通讯》上。
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