‘Half-materie, half-licht deeltje ontdekt’

Share Button

Een team onderzoekers van City College of New York ontdekten quasideeltjes met zowel licht- als materie-eigenschappen in een enkele atomen dikke halfgeleiderlaag.

De halfgeleider bestaat uit een platte laag van molybdeen en zwavelatomen, die een soortgelijk zeshoekig rooster vormen,zoals grafeen. Zie afbeelding. Ze omgaven de halfgeleider door twee lagen die licht invangen, wat de quasideeltjes opleverde. “Dit is niet alleen een doorbraak op het gebied van fundamenteel onderzoek, ook schept dit de mogelijkheid om apparaten te ontwikkelen die zowel van licht- als materie-eigenschappen gebruik kunnen maken,” aldus de weinig bescheiden onderzoeksleider dr. Vinod Menon.

Een voorbeeld kan zijn: logische poorten of signaalverwerkers die gebruik maken van de voor een bepaalde toepassing meest gunstige eigenschappen van licht en materie. Voor bijvoorbeeld praktische kwantumcomputers, die bij bepaalde bewerkingen veel sneller kunnen rekenen dan bestaande computers, kan de nieuwe ontdekking positieve gevolgen hebben.

Het tussenliggende laagje is één atoom dik en bestaat uit molybdeenatomen (zwart) en zwavelatomen (geel) in een regelmatig zeshoekptroon. Bron: Mehta et al.

Het tussenliggende laagje is één atoom dik en bestaat uit molybdeenatomen (zwart) en zwavelatomen (geel) in een regelmatig zeshoekptroon. Bron: Menon et al.

Dr. Dirk Englund, een hoogleraar aan MIT, houdt zich zelf bezig met kwantumtechnologie, gebaseerd op halfgeleiders en optische systemen. Een nauwverwant onderwerp dus.
“Wat het werk van Vinod en zijn team zo opmerkelijk maakt, is hoe makkelijk deze sterke koppeling [tussen licht en massa, red.] kon worden bereikt. Ze hebben overtuigend laten zien, dat door een standaard diëlektrische holte met exciton-polaritons te koppelen in een enkel laagje van molybdeen disulfide, ze de sterke koppeling met een erg grote bindingssterkte hebben kunnen bereiken.”, aldus hem [1].
Korte technische uitleg: als een lichtdeeltje, een foton, door een lichtdoorlatend materiaal, zoals glas of water, reist, vormt het een quasideeltje. Het lichtdeeltje is als het ware veranderd in een trilling (fonon), samengaan van een paar elektrische of magnetische polen met een ander foton  (polariton) of een van zijn plaats losgeslagen elektron (exciton). Een diëlektrische holte is een ruimte tussen een positief en negatief geladen oppervlak.
Naar quasideeltjes wordt erg veel onderzoek naar gedaan, want hiermee zijn uitermate interessante fratsen uit te halen. Denk aan nanosensoren, geluidslasers en dergelijke.

De studie werd onder meer gesponsord door het U.S. Army Research Laboratory’s Army Research Office en de Amerikaanse National Science Foundation. De kans zit er dus in, dat deze techniek binnenkort te vinden is in een drone, kruisraket of ander instrument ter bevordering van vrede en liefde in de wereld.

Bronnen
[1] STUDY UNVEILS NEW HALF-LIGHT HALF-MATTER QUANTUM PARTICLES, City University  of New York (2014)
[2] Vinod M. Menon et al., Strong light–matter coupling in two-dimensional atomic crystals, Nature Photonics, 2014

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

9 reacties

  1. Bemoeier schreef:

    Wat zijn geluidslasers, de laser in een CD speler?

  2. Ness schreef:

    “Korte technische uitleg: als een lichtdeeltje, een foton, door een lichtdoorlatend materiaal, zoals glas of water, reist, vormt het een quasideeltje. Het lichtdeeltje is als het ware veranderd in een trilling (fonon), samengaan van een paar elektrische of magnetische polen met een ander foton (polariton) of een van zijn plaats losgeslagen elektron (exciton). Een diëlektrische holte is een ruimte tussen een positief en negatief geladen oppervlak.
    Naar quasideeltjes wordt erg veel onderzoek naar gedaan, want hiermee zijn uitermate interessante fratsen uit te halen. Denk aan nanosensoren, geluidslasers en dergelijke.”

    Dit kan kloppen. Kijk, zwaarte’kracht’ bestaat uit gravitonen, zwaartekrachtdeeltjes, en dat zijn LICHTdeeltjes die sneller reizen dan het medium waar ze doorheen reizen. In het vacuum geldt: zwaartekracht = licht is ‘de snelheid van iets *zonder waarneembaar, meetbaar gewicht of met zg imaginair gewicht* . Het ding heeft altijd een initiele snelheid, een potentie, dus het dingetje gaat zich manifesteren. Half. Maar het heeft effect, en het is het effect dat telt, ook al valt het werkelijke gewicht van het dingetje volledig en voor altijd buiten ons waarnemen.

    Want wij kijken en voelen etc achterwaarts; terug het verleden in. Voor wiskundigen: dit is basic categoriën theorie. Cherenkov ‘radiatie’ is er een mooi, mag wel zeggen lichtend, voorbeeld van; de klaur blauw komt meen ik van het medium puur zuurstof waardoor ze reizen. Als ze geen geschikt medium vinden gaan ze ‘hoppen’, van ons universum naar een, zal maar zeggen, matrix, alhoewel dat echt niet het juiste woord is. Tis meer soep dan matrix. Of kaas. Hoe het zit met geluidslasers is ongeveer hetzelfde maar dan met soundwaves door lucht en door bot ed, en ook met andere ‘dingetjes’. Wellicht kan iemand anders dat beter uitleggen.

  3. Ness schreef:

    Oh en dat hoppen neemt geen tijd, geen relatieve tijd. maar wel absolute, zou ik denken.

  4. Ness schreef:

    Of het tijdsverlies wordt omgezet in potentieverlies. Deze dingetjes, golfjes dus, hebben ook geen waarneembare afmetingen. Zij nemen geen ruimte in, of wel zo klein dat het absoluut niet te traceren is. Maar omdat ze bewegen zien we het spoor voor het dingetje aan. Je moet ‘m dus kunnen ‘optellen’, dwz als 1 ding schrijven, een handige sommatie van sinx of cos x voordat je ‘m in de gewone formule kan verwerken tijdens integratie. Hij mag maar 1 dimensie hebben, een richtingsvector met grootte die uiteraard ook meteen de snelheid is.

  5. Ness schreef:

    Tijdens het vertragen nemen deze dingetjes massa aan waarmee het teveel aan snelheid wordt omgezet in een gedwongen rem, gewicht, fysiek gewicht. In de vorm van positronen en de hele reeks subsubdeeltjes die getraceerd zijn tot nu toe. Sommigen gaan recht door de kern weer naar huis (toekomst, niet meer te volgen, volle snelheid op enige wijze behouden), de rest blijft ergens steken, in deze maffe massa-zeef. Die slaan dus echt dwars door de aarde heen richting zwaartepunt en “verdwijnen” daar in de put, of het island van stability, onze overlap met die ‘toekomst’ want ook in het medium planeet zelf behouden zij een zeker vrij groot percentage van de lichtsnelheid en die is enorm. Wij merken dat nauwelijks maar meten het wel en noemen het kosmische straling.

  6. Ness schreef:

    Alles wat wij waarnemen is relatief; dat komt omdat alles met ons in relatie staat. Alles wat wij niet waarnemen, zoals het gewicht van dat lichtdeeltje, eigenlijk dus een graviton, of foton is de andere foute naam, bevindt zich met de staart in een ander ‘nu’ en met de voorste helft in ons relatieve nu. Het beweegt zich dus tegengesteld aan de tijd zoals wij die relatief kennen. Dat kan want het beweegt zich in absolute tijd, een graadje ‘hogerop’ in het universum. De (kuch) matrix. Of soep. of schuimpjes (pun). QM’ers noemen het whiskey ipv bier tegenwoordig.

    Of kaas met gaten – een gatenrooster. Het gravitonnetje weet het zich te manifesteren als ‘tegemoetkomend’. En idd, graviteit komt ons tegemoet, en vormt materie – bevriest – terwijl het gaat, want het heeft ook gewicht al naar gelang afsprong en richting, en zet dat geleidelijk over in fysiek gewicht, de noodrem. Op vele manieren en onder vele hoeken; en al die manieren worden andere stofjes, naarmate de deeltjes aanzwellen in gewicht cq noodgedwongen een manier verzinnen om te vertragen, onderwijl af en toe botsend. Dit is een continue-proces en er is vol-continue uitwisseling op het kleinste subatomaire nivo – de limiet – maar het totaal is altijd 1 (ofwel bestaat/houdt zichzelf in stand in relatie tot de omgeving), en de rest is relatief, in medium, verschijningsvorm.

    Wij bevinden ons in een kaas, en wij (alles wat wij kunnen meten, alles wat aan ons relateert, inclusief het meetbare heelal) zijn een gat in die kaas – heel kleintje maar wel heel precies gedefineerd – en kunnen een gedeelte van het gedrag van dingetjes binnen die kaas zelf acuut voorspellen, al hou je steeds maar de helft van je oplossingen over bij terugrekenen vermoed ik. Dat gat is ook absoluut dus van dezelfde orde als de kaas dus mag ik ze optellen: Samen met die eindeloze kaas zijn we 1, want 0 + 1 = 1. Daar kun je een heel systeem op bouwen, met die 0 en 1. Toevalswetten.

    Als ik iemand verveel moet je het zeggen hoor. Een foton is een graviton met exact dezelfde snelheid als alles om hem heen als het zich in een vacuum bevindt, en daarom zijn fotonen zelf invariant, want het hebben nu een uitgebalanceerd gewicht van helemaal niks met de snelheid van het licht, het is dus pure energie. Aangezien het zich exact op de grens bevindt neemt het een andere, hele rare route als het nodig, is met de snelheid van het licht, ook waar dat ‘niet kan’. Het maakt deel uit van een beam. In absolute zin. En dat blijft zo.

  7. Ness schreef:

    Om het dan helemaal af te ronden, ik ga ervan uit dat 0 even is. Die eigenschap deel ik ‘m toe, het is een noodzakelijk axioma. Dan krijg je het volgende: aangezien 0x0 altijd 0 is, is ook -0x0=0 en -0x-0=0. Ik heb net een 0 gekozen, het ganse meetbare universum, wat zeg 5 % van het heelal schijnt uit te maken, en wellicht veel minder :), tot nul gereduceerd. Deze nul bestaat in absolute zin dus moet er iets zijn waaraan dat herkenbaar is en te vertalen naar een wiskundig verantwoord systeem, een model. Welnu, nul kun je dus op alle manieren in 2-en delen. 0/0=0 en -0/0 en allerlei andere grappen die je uit kunt halen. Maar altijd met 2 tegengestelde elementjes. Vandaar dat soms i^2 = -1 geldt. Want ja, soms heeft die nul-functie een onverwacht effect. Wat toch ook weer heel duidelijk kan worden aangetoond, dus het bestaat, dus het is van absolute aard. 0 is even over al zijn effecten, dus ook in de reeks van even en oneven heeft het een vaste plek. Ergo, 0 is een natuurlijk getal. En ons heelal is altijd in polen gesplitst, tegengestelden, relatieven.

    Over dat zwarte gat in het midden: wij kachelen ahw over een tijdslijn in het absolute, maar die kunnen wij niet waarnemen. Wel nemen we de afspiegeling waar in de vorm van relatieve tijd. En ook nemen we de rare bewegingen van deeltjes die zich niet wensen te houden aan fatsoenlijke natuurwetten. Onze snelheid is een integratieconstante t Dy/Dx; wij worden als geheel per onderdeel op een nieuw plekje geintegreerd, van nu-1 tot nu-2 met behoud van alle onderlinge relatie en beweging, perfecte afbeelding.

    Wij nemen achterwaarts waar dus wij moeten van blikveld veranderen. De toekomst in hele grote wijde zin, de soep waarin ballen drijven en zinken en ook nog uitjes zitten, die kunnen wij deels exact berekenen. Wij zitten in ons eigen nu en daar is een knoop met het absolute nu, want beide zijn tegelijkertijd waar en bestaand. Op die wijze is er ook een ruimteknoop. En een energieknoop, uiteraard. En last but not least de massaknoop, het eilandje van stabiliteit of de put of de bergtop of hoe je het wilt zien. Die knopen vertalen zich als rare effecten: magnetische velden, vervaltijden, anomalien van water (heeft een staart in het absolute en zet i-ruimte om in ruimte), etc. In de knoop worden alle stromingen van de kaassoep perfect geknoopt. En soms valt daar een i-tje uit :)

  8. Ness schreef:

    Voor wat betreft die integratie constante, integrand t d/dx gaat met snelheid c en beslaat daarmee een afstand uit te drukken in de gewenste maat van tijd, en is daarmee absoluut, en t = t(abs) of ltl bij ‘voorwaartse’ processen, dus richting toekomst. Tijd is een waarde die zich perfect in hapjes laat opdelen en dus die lineaire aard in die zin bewaard als logische opeenvolging, automatische ordening; tijd heeft als eigenschap dwingende volgorde (axioma), van 2 kanten te doorlopen. Tijd hoeft helemaal geen waarde te hebben – hoe kort is een nu? En toch telt de tijd als je stapjes gaat nemen.. Ruimte heeft een insintrieke waarde uitgedrukt in de eigenschap 3d (axioma) en komt in volumes of blokjes, wat je wilt. Een volume kan leeg zijn maar de eigenschap ruimte blijft bestaan en kan imaginair zijn, evenals tijd en massa en dus ook energie.

    Dan kernenergie, waar massa wordt geintroduceerd, en alleen gekken scheppen zo’n bron aan het oppervlak van een planeet. Dit is een ruimteaandrijving, een warpdrive, en het is de warpdrive van de planeet zelf, en ook van de zon en de snelheid is een constante, c. Ruimte is wiskundig perfect op te stapelen in bollen, volumes zonder tussenruimten, bijvoorbeeld 1 volume + 3 volume = 4 volume, vandaar de benaming boldenken. Via t kun je perfect integreren op een tijdsas maar ook via d-afstand, want tijd = afstand, op een ruimte-as. Dan zul je zien dat gravitons van alle kanten worden ingevangen en ook weer in verhouding door het middelpunt verdwijnen in het grote geheel, want de kaas omringd ons; maar het is ook in ons, per element, per miniem onderdeeltje, op micro-nivo.

    Het heelal schept zichzelf elk moment opnieuw, vaste prik, permanent dynamisch en verslaafd aan dobbelen. Dus een beetje respect voor zwarte gaten plz. Alle zwarte gaten zijn verbonden via die as en dus zijn alle gewichtsverhoudingen tov grotere en kleinere bollen te bepalen, mits zij een kern hebben van ***nikkel*** in het macro of, per elementje, een dingetje met een kern of middelpunt zijn in het micro gebeuren.

    Mbt de nul geldt dat de 2 tegendelen nul in een bepaalde verhouding en een bepaalde hoek, een 3d totaalperspectief staan, uitgedrukt in vreselijke formules, splines, maar ze kunnen wellicht simpeler worden geschreven als gewone Taylor-ontwikkelingen en polynomen, en meestal annihileren de beide helften van nul elkaar. En hieruit volgen de richtingen en deels het gedrag van deeltjes in elkaar tegemoetkomende, schuine, elkaar uit schakelende helften van onze bestaande heelal-nul, en dat geeft een zekere restante bij doortocht door de knoop. 1/2 nul is wel degelijk iets, nl een boog met pi op de lengte van de boog als verhouding maar zonder waarde, het is een maat; 2pi is een heel rekbaar rondje en ook weer een maat, en deze maten snijden op de 3d assen steeds nulpunten op heel specifieke wijze, vanaf het middelpunt 3 richtingen uit.

    Daarmee spannen zij de of een of elke ruimte op dan wel hakken ‘m in exact gelijke stukjes of schilletjes naar wens, tot in het oneindig grote of kleine. De functies van allerlei vormen van e (ook een “getal’) en vooral bv sinus x bestaan, geven een 1. Pi is geen getal maar een ‘dingetje’, een basic wiskundig EN bestaand dingetje, en heeft dezelfde eigenschappen als nul (even, periodiek), terwijl e dezelfde eigenschappen heeft als 1 (bestaand, in effect in medium). Wortel nul bijvoorbeeld ‘bestaat’ ook en zal soms effect geven als de bewerking wordt toegepast.

    Al die begrippen zijn absoluut en niet relatief; het zijn wiskundige anomalien. En zo komt dat i’tje soms te voorschijn. Altijd in een complexe ruimte, een Hilbertruimte. Alle denkbare 3d-ruimten zijn Hilbertruimten en kunnen bewegende, interactieve deeltjes/golfjes/dingetjes bevatten, imaginair of niet. Met enig gegoochel kun je zo het hele natuurkundig gebeuren en alle wetten een plaats geven, is het niet in het relatieve dan in het absolute.

    Bedankt voor de geboden spreekruimte want ik ben deze kennis graag kwijt, en vast een gelukkig nieuwjaar :)

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger