研究人員經(jīng)常使用凝聚態(tài)系統(tǒng)和光子技術(shù)來創(chuàng)建微型平臺(tái)，可以在更容易接近的環(huán)境中模擬許多相互作用的量子粒子的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)。一些例子包括光學(xué)晶格中的超冷原子系綜、超導(dǎo)陣列以及光子晶體和波導(dǎo)。2006 年，出現(xiàn)了一個(gè)新平臺(tái)，展示了激子極化子的宏觀相干量子流體，通過光學(xué)技術(shù)探索多體量子現(xiàn)象。
當(dāng)一塊半導(dǎo)體放置在兩個(gè)鏡子(光學(xué)微諧振器)之間時(shí)，內(nèi)部的電子激發(fā)會(huì)受到鏡子之間捕獲的光子的強(qiáng)烈影響。由此產(chǎn)生的新玻色子量子粒子，稱為激子極化子(或簡稱極化子)，在適當(dāng)?shù)那闆r下可以經(jīng)歷相變，形成非平衡玻色-愛因斯坦凝聚體，并形成宏觀量子流體或光滴。
極化子的量子流體具有許多顯著的特性，其中之一是它們是光學(xué)可配置和可讀的，可以輕松測量極化子動(dòng)力學(xué)。這就是它們在模擬多體物理方面如此有利的原因。
極化子凝聚物必須用外部激光器連續(xù)光泵浦以補(bǔ)充粒子，否則凝聚物會(huì)在皮秒內(nèi)消散。然而，泵送凝結(jié)水越用力，由于粒子間的排斥力，凝結(jié)水的能量就越大，導(dǎo)致粒子逃離凝結(jié)水，隨后空間相關(guān)性衰減。
這是光學(xué)可編程極化子模擬器的一個(gè)基本問題。科學(xué)家們需要想出一種方法，使凝聚態(tài)更穩(wěn)定、壽命更長，同時(shí)仍能進(jìn)行光泵浦。
來自萊切 CNR Nanotec 和華沙大學(xué)物理學(xué)院的科學(xué)家利用新一代半導(dǎo)體光子光柵實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。在《自然物理學(xué)》上發(fā)表的題為“連續(xù)體中束縛態(tài)的可重構(gòu)量子流體分子”的論文中，他們利用光子光柵的亞波長特性為極化激元賦予了新特性。
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