斯科尔科沃科技学院 实验系统的示意图
信用:皮卡，左
(拉丁语)和(= and)
亚拉巴马州
/自然通讯 斯科特和南安普敦混合光子实验室的研究人员
K
)，与兰卡斯特大学合作
K
)，展示了一种仅使用激光来合成腔偏振器的人造固态晶体结构的新光学方法
这一结果可能导致现场可编程偏振电路的实现，以及产生引导光和相干光源的鲁棒限制的新策略
该结果最近发表在《自然通讯》杂志上
为量子粒子创建人工晶格允许研究人员在一个自然界中通常无法找到的环境中探索物理
人工晶格特别有吸引力，因为它们的对称性经常导致精确的可解模型和对其性质的透明理解
然而，由于灵活性有限，设计它们是一项具有挑战性的任务
材料需要不可逆的工程来完成这项工作，甚至冷原子的光学晶格技术也不能产生任意的晶格形状
研究人员
露西皮普(南安普顿)，博士
赫尔吉·西古尔德森(南安普敦和斯科尔泰克)、简内·鲁奥斯特科斯基教授(兰卡斯特)和帕夫洛斯·拉古达基斯教授(斯科尔泰克和南安普敦)克服了这一挑战，开发了一种仅使用结构激光就能创建任意形状和可重新编程的人工晶格的新方法
可重新编程意味着腔偏振系统可以从一个晶格改变到另一个晶格，而不需要从头开始设计一个新系统
当激光击中半导体量子阱时，它激发电子和空穴，以及这两种被称为激子的束缚态
当量子阱被放置在两个反射镜之间，形成光子陷阱(或腔)时，一些激子粒子被光子包裹，形成奇异的半光半物质准粒子，称为激子极化子或腔极化子
激子极化子是相互作用的，经常相互反弹
然而，它们也会从背景中的正常电子、空穴和激子上反弹回来
研究人员表明，通过以几何结构的方式应用激光，激子极化子开始按照激光的形状反弹受激电子、空穴和激子
换句话说，激子极化子开始经历由激光印记的合成电位景观
激光产生的势场只被激子极化子感受到，而不是被腔内的光子感受到，从而将系统与光子晶体区分开
通过创建具有平移对称性的激光图案，研究人员产生了固态系统的基本特征，即激子极化子的晶体能带形成，就像固态材料中的电子一样
“这些结果为在晶格环境中研究耗散多体量子物理开辟了一条道路，而晶格环境的性质在正常的厄米量子系统中是无法重现的，”博士说
文章的合著者露西·皮卡说
医生
赫尔吉·西古尔德森补充道:“对于非埃尔米特拓扑物理学这个相对较新的领域来说，这是一个令人兴奋的发展
" 产生的能带可以通过简单地调整激光模式来重新配置，允许一种非侵入性的方法进入人工晶格中的量子物理
这些结果可用于各种应用，包括基于光学的通信、信息处理、用于生物医学目的的高灵敏度探测器和拓扑保护的激光发射
该结果也为在开放(非厄米)量子环境中研究基本多体晶格物理开辟了一条途径
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