Polaritone

Un polaritone è una quasiparticella risultante dall'accoppiamento di un fotone con una oscillazione o una eccitazione che porta un dipolo elettrico o magnetico, come ad esempio con un fonone (vibrazione reticolare delle posizioni atomiche), un eccitone (vibrazione della carica elettronica di stati lacuna positiva - carica negativa) o un plasmone (oscillazione della densità elettrica del plasma degli elettroni non legati in banda di conduzione) o un magnone. Essendo ad esempio l'eccitone a sua volta una quasiparticella a carattere bosonico, ed essendo il fotone un bosone, l'eccitone polaritone ha le caratteristiche di un bosone.

Condensato di polaritoni

La condensazione di Bose-Einstein è un fenomeno quantistico a catena che porta la maggior parte delle particelle a carattere bosonico di un sistema in uno stesso stato finale, a partire da differenti stati iniziali. È strettamente collegata a fenomeni come la superconduttività e la superfluidità. Nel 2006 alla Scuola politecnica federale di Losanna per la prima volta è stato creato un condensato di Bose-Einstein di eccitoni polaritoni alla temperatura di 19 K. Sono in corso esperimenti per raggiungere tale condizione a temperatura ambiente^[1]. Il carattere di superfluidità è stato osservato a temperatura ambiente nel 2016 da Lerario et al.^[2], al CNR NANOTEC Istituto di Nanotecnologia, usando una microcavità ottica contenente uno strato attivo organico capace di supportare polaritoni basati su eccitoni di Frenkel stabili.

Nel 2025 I ricercatori del CNR hanno ottenuto un supersolido quantistico bombardando con un raggio laser un semiconduttore noto come arseniuro di gallio e alluminio.^[3]

Archiviazione dati

Nel dicembre 2012 al Caltech è stato annunciato che attraverso polaritoni plasmonici di superficie che concentrano la luce in uno spazio ristretto si potrà memorizzare una quantità di dati pari a 50TB per pollice quadrato.

Note

^ (EN) J. Kasprzak et al., Bose–Einstein condensation of exciton polaritons, in Nature, vol. 443, n. 7110, 2006-09, pp. 409-414, DOI:10.1038/nature05131. URL consultato il 23 febbraio 2023.
^ (EN) Giovanni Lerario et al., Room-temperature superfluidity in a polariton condensate, in Nature Physics, vol. 13, n. 9, 2017-09, pp. 837-841, DOI:10.1038/nphys4147. URL consultato il 29 gennaio 2021.
^ HDblog.it, La luce diventa solida: svolta nella fisica quantistica dall'Italia, su HDblog.it, 6 marzo 2025. URL consultato il 6 marzo 2025.

Bibliografia

(EN) U. Fano, Atomic Theory of Electromagnetic Interactions in Dense Materials, in Physical Review, vol. 103, n. 5, 1º settembre 1956, pp. 1202-1218, DOI:10.1103/PhysRev.103.1202. URL consultato il 12 ottobre 2024.
(EN) J. J. Hopfield, Theory of the Contribution of Excitons to the Complex Dielectric Constant of Crystals, in Physical Review, vol. 112, n. 5, 1º dicembre 1958, pp. 1555-1567, DOI:10.1103/PhysRev.112.1555. URL consultato il 12 ottobre 2024.

Voci correlate

Topolaritone

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[1] (EN) J. Kasprzak et al., Bose–Einstein condensation of exciton polaritons, in Nature, vol. 443, n. 7110, 2006-09, pp. 409-414, DOI:10.1038/nature05131. URL consultato il 23 febbraio 2023.

[2] (EN) Giovanni Lerario et al., Room-temperature superfluidity in a polariton condensate, in Nature Physics, vol. 13, n. 9, 2017-09, pp. 837-841, DOI:10.1038/nphys4147. URL consultato il 29 gennaio 2021.

[3] HDblog.it, La luce diventa solida: svolta nella fisica quantistica dall'Italia, su HDblog.it, 6 marzo 2025. URL consultato il 6 marzo 2025.

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