Vědci objevují „virtuální poplatky“, které existují pouze tehdy, když se světlo zasáhne
Studie vedená Politecnico di Milano, nedávno zveřejněná v Photonika přírodyzdůrazňuje klíčovou roli virtuálních poplatků v izolačních materiálech.
Jednou z největších výzev v moderní fyzice a fotonice je pochopení toho, jak se materiály chovají, když jsou zasaženy extrémně krátkými záblesky světla. Nová studie, publikovaná v Photonika přírody a vedený vědci v Politecnico di Milano, odhaluje rozhodující faktor, který byl často přehlížen: role virtuálních poplatků. Jedná se o nosiče náboje, které existují pouze během jejich interakce se světlem, přesto mají významný dopad na to, jak materiál reaguje.
K prozkoumání tohoto jevu spolupracovali vědci z Politecnico di Milano s University of Tsukuba, Institutem Maxe Plancka pro strukturu a dynamiku hmoty a Institutem fotoniky a nanotechnologie (CNR-IFN).
Jejich experimenty se zaměřily na monokrystalické diamanty vystavené světelným impulzům, které trvaly jen několik attosekund (miliarda miliardy sekundy). Tým použil pokročilou metodu známou jako Attosekundová přechodná reflexní spektroskopie k zachycení těchto ultrarychlých procesů v akci.
Porovnáním experimentálních dat s nejmodernějšími numerickými simulacemi byli vědci schopni izolovat účinek tzv. Virtuálních vertikálních přechodů mezi elektronickými pásy materiálu. Takový výsledek mění pohled na to, jak světlo interaguje s pevnými látkami, a to i v extrémních podmínkách, které byly dosud připisovány pouze pohybu skutečných nábojů.
Přehodnocení interakcí světla a matteru
„Naše práce ukazuje, že excitace virtuálního nosiče, která se vyvíjí za několik miliard.
„Tyto výsledky znamenají klíčový krok ve vývoji ultra rychlých technologií v elektronice,“ dodává Rocío Borrego Varillas, výzkumný pracovník CNR-IFN.
Dosažený pokrok nabízí nové poznatky o vytvoření ultra rychlých optických zařízení, jako jsou přepínače a modulátory schopné pracovat na frekvencích Petahertz, tisíckrát rychleji než současná elektronická zařízení. To vyžaduje hluboké pochopení chování skutečných poplatků a virtuálních poplatků, jak prokázala tato studie.
Reference: „Dynamika virtuálního náboje v dielektrice“ od Giana Luca Dolso, Shunsuke A. Sato, Giacomo Inzani, Nicola di Palo, Bruno Moio, Rocío Borrego-Varillas, Mauro Nisoli a Matteo Lucchini, 16. června 2025, 16. června 2025, 16. června 2025, 16. června 2025, 16. června 2025 Photonika přírody.
Dva: 10.1038/S41566-025-01700-6
Výzkum byl proveden v Attosekundovém výzkumném středisku (ARC) Politecnico di Milano, v rámci evropských a národních projektů ERC Audace (Attosekundová dynamika v pokročilých materiálech) a MIUR PHORTUNA (Phase Transition Ultifast Dynamics v motts izolátorech).
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
