Ученые из Института Макса Планка по исследованию света (MPL) впервые успешно объединили молекулы на больших расстояниях с помощью оптического резонатора. Это открытие может стать основой для создания новых гибридных состояний света и материи.
Взаимодействия между атомами и молекулами обычно происходят через электромагнитные поля. Чем больше расстояние между частицами, тем слабее эти взаимодействия. Для образования естественных химических связей расстояние между молекулами должно быть примерно равно их диаметру. В новом исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, ученые показали, что можно оптически «связать» несколько молекул на больших расстояниях.
Атомы и молекулы имеют четко определенные уровни энергии. Когда они объединяются в новую молекулу, эти уровни изменяются. Этот процесс называется молекулярной гибридизацией и характеризуется перекрытием электронных орбиталей. Однако на расстоянии в несколько нанометров взаимодействие становится настолько слабым, что молекулы перестают «общаться» друг с другом.
Команда под руководством профессора Вахида Сандогхдара, директора MPL и главы отдела «Нано-оптика», смогла объединить пространственно разделенные молекулы с помощью модифицированного вакуумного поля в оптическом микрорезонаторе. Внутри высококачественного плоско-вогнутого микрорезонатора света можно хранить в течение длительного времени. Ученые поместили в резонатор антраценовый микрокристалл, дополненный специальными красителями. Этот кристалл имел размеры всего несколько микрометров.
Это открытие может стать основой для разработки новых гибридных состояний света и материи, что откроет путь к созданию инновационных технологий в области нанооптики и квантовой физики.
—
📰 Источник: phys.org
Адаптировано и переведено с оригинала
