一种用于光-物质相互作用的新材料

洛桑联邦理工学院的科学家们已经将一种新材料与单光子水平的光相耦合。这一成果为更好地控制和理解量子关联系统的性质开辟了前景，在这些系统中，理论计算是困难的。有一大群物理学家称之为强相关的材料，其中包括绝缘体，它们在中子星中具有不寻常的电子和(甚至)中子。它们的性质是因为它们的成分相互作用非常强：新的特征出现在集体层面，而这些新特征并不存在于孤立的粒子中。

强关联材料通常在技术上是有用的，因此被用于磁存储技术，但也用于新兴的量子技术。

现在，由EPFL物理研究所的Jean-Philippe Brantut领导的科学家们已经发现了第一种复杂的、强关联的材料，其成分在单光子水平上与光强烈耦合。这种材料就是研究人员所说的费米气体，它基本上是一种冷却到接近绝对零度的中性原子气体。在那里，与电子或中子属于同一粒子族的原子表现出类似的强关联效应。

通过将这种费米气体放在两个高反射的光学镜面之间，即一个光的盒子，研究人员发现，与光的相互作用可以变得前所未有的强烈。布兰图特说，我们现在将利用这一点来更好地控制和理解量子关联系统的性质，这方面的理论计算很困难。相反，这可能允许进一步将强关联物质用于量子技术应用，其中与光的接口是前提条件。更多信息：凯文·鲁克斯等人(Kevin Roux et al.)。强关联费米子与光的强耦合，“自然通讯”(2020)。电话：10.1038/s4146720-16767-8