瞄准尽可能小的激光

在极低的温度下，物质的表现通常与正常条件下不同。当温度仅高于绝对零度(-273摄氏度)几度时，物理粒子可能会放弃它们的独立性，在很短的时间内合并成一个单一的物体，在这个物体中所有的粒子都具有相同的属性。这种结构被称为玻色-爱因斯坦凝聚，它们代表了一种特殊的物质聚集状态。

由奥尔登堡大学的物理学家Carlos Anton-Solanas博士和Christian Schneider教授领导的一个国际研究团队现在首次成功地在载运复合物中产生了这种不同寻常的量子态，这种复合物与轻粒子紧密相连，位于超薄半导体薄片中单层的由一层原子组成的正如该团队在科学杂志《自然材料》上报道的那样，这个过程产生的光类似于激光产生的光。这意味着这种现象可以用来制造尽可能小的固态激光器。

这项工作是奥尔登堡大学的研究人员与Sven Höfling教授和Würzburg大学(德国)的Sebastian Klembt教授、美国亚利桑那州立大学的Sefaattin Tongay教授、中国西湖大学的Alexey Kavokin教授的研究小组合作的结果。以及来自日本筑波的国家材料科学研究所的Takashi Taniguchi教授和Kenji Watanabe教授。

该研究集中在由物质和光组成的准粒子上，即所谓的激子极化子——固体中激发态电子与光粒子(光子)之间强耦合的产物。当电子被激光刺激到一个更高的能量状态时，它们就形成了。在万亿分之一秒的短时间内，电子通过重新发射光粒子回到基态。

当这些粒子被困在两个镜子之间时，它们可以反过来激发新的电子——这个循环不断重复，直到光粒子逃脱陷阱。在这个过程中产生的轻物质混合粒子被称为激子极化子。它们结合了电子和光子的有趣特性，并以类似于某些称为玻色子的物理粒子的方式运行。“与当前的电子电路相比，能够控制这些新的轻物质状态的设备有望实现技术上的飞跃，”Oldenburg大学物理研究所量子材料组的博士后研究员、第一作者Anton-Solanas说。这种利用光而不是电流工作的光电子电路，在处理信息方面可能比现在的处理器更好更快。