В НИУ ВШЭ научились увлекать экситон-поляритонами сверхпроводящий ток
Ученые из МИЭМ НИУ ВШЭ научились запускать сверхпроводящий ток с помощью «жидкого света». Так называют экситон-поляритоны — гибридные частицы, образующиеся в результате взаимодействия света и материи, обладающие одновременно свойствами как света, так и материальных частиц. Возможность управлять электрической системой с помощью оптической может пригодиться при создании технологий будущего, в том числе квантовых компьютеров.
Исследование опубликовано в журнале Physical Review B. При конструировании квантового компьютера к его частям выдвигаются противоположные требования. Например, квантовый процессор должен работать быстро, а квантовая память должна медленно записывать и долго хранить информацию, причем тоже в квантовом формате, чтобы она не разрушалась под влиянием окружающей среды. Научиться управлять взаимодействием этих двух систем — задача, которую решают сегодня многие физики, занимающиеся квантовыми технологиями.
Исследователи из НИУ ВШЭ изучили взаимное увлечение между сверхпроводящей и/или сверхтекучей системами (эффект Андреева — Башкина) в необычной гибридной системе, состоящей из двух подсистем: тонкой пленки сверхпроводника и системы экситон-поляритонов.
Экситон-поляритоны («жидкий свет») — это экзотическое состояние света и вещества (тонкого полупроводника), запертых между двух зеркал. Свет в такой системе часть времени живет в виде экситона (пары связанных кулоновским притяжением электронов и дырки внутри полупроводника), а другую часть времени пробегает между зеркалами (так устроен поляритон). Экситон-поляритонная жидкость проявляет сверхтекучесть: может «течь» без потерь энергии на трение.
Не так давно российские исследователи изучили, как сверхпроводник, помещенный в «сэндвич» с зеркалами и полупроводником, может взаимодействовать с экситон-поляритонами. Исследовательская группа Юрия Лозовика, профессора МИЭМ ВШЭ, предположила, что, помимо обычного взаимодействия, возможен и эффект взаимного увлечения сверхпроводника и экситон-поляритонов. Полупроводник между зеркалами позволяет получить сверхтекучую жидкость из экситон-поляритонов, а течение этой жидкости может запускать ток электронов в сверхпроводнике. Авторы статьи посчитали, насколько сильным будет этот эффект, используя реалистичные параметры современных полу- и сверхпроводящих материалов.
«Каждая из подсистем проявляет квантовые эффекты, но электроны в сверхпроводнике движутся медленно, а экситон-поляритоны — очень быстро. Движение электронов переносит электрический заряд, а поток экситон-поляритонов — нейтральный. Но через взаимное увлечение мы можем связать между собой эти две сильно различающиеся системы», — комментирует Алексей Соколик, один из авторов статьи, старший научный сотрудник лаборатории «Математические методы естествознания».
«Явление увлечения можно характеризовать, например, рассматривая, насколько большой электрический ток в сверхпроводнике возникнет, если мы начнем увлекать электроны. При реалистичных параметрах моделируемой системы ток может достигать наноампер, он может быть измерен в эксперименте», — добавляет Азат Аминов, первый автор статьи, аспирант базовой кафедры квантовой оптики и нанофотоники Института спектроскопии РАН факультета физики НИУ ВШЭ.
Исследователи подчеркивают, что одна из перспективных задач для развития квантовых технологий — усиление эффекта взаимного увлечения экситон-поляритонов и сверхпроводящих электронов.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно