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» » La energía de acoplamiento luz-materia

Referencia: ScienceDaily.com, 5 de febrero 2015
“The power of light-matter coupling”

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Un estudio teórico muestra que los fuertes lazos entre la luz y la materia orgánica en la nanoescala abren la puerta a la modificación de las propiedades ópticas, electrónicas o químicas de los sistemas acoplados.

La luz y la materia pueden estar tan fuertemente vinculados que sus características se vuelven indistinguibles. Estos acoplamientos de luz y materia se conocen como polaritones. Su energía oscila continuamente entre ambos sistemas, dando lugar a nuevos fenómenos físicos de atracción. Ahora, los científicos están empezando a explicarse por qué estos polaritones pueden permanecer durante un inusual largo tiempo en los niveles más bajos de energía, de tal manera que alteran las características microscópicas y macroscópicas de la materia que constituye.

Estos resultados abren un camino para las aplicaciones ópticas, electrónicas y químicas. El trabajo ha sido publicado en The European Physical Journal D por Antoine Canaguier-Durand, de la Universidad de Estrasburgo, en Francia, y sus colegas.

Los autores elegidos para estudiar lo que hacen los polaritones de moléculas orgánicas que están fuertemente acoplados con un pequeño número de fotones. Examinaron, entonces, la dinámica de relajación de los polaritones, lo cual sucede cuando dichos polaritones están en transición desde la alta energía hacia los los niveles más bajos de energía. Para ello, el equipo empleó un enfoque matemático riguroso, llamado "átomos vestidos", que permite deducir unas características, entre ellas las tasas de transición de los niveles más altos a los más bajos de energía.

En este estudio, los autores explican por qué el tiempo de vida del estado yacente de energía más bajo del polariton es mucho más duradero que el estado de mayor energía. Estos nuevos resultados concuerdan con los resultados experimentales, pero son contra-intuitivos en comparación con los proporcionados por los anteriores métodos de aproximación teórica, los cuales están basados en el comportamiento de la luz y la materia desacoplados, y sostienen que estos estados tienen la misma duración.

Este estudio confirma que es posible modificar las vías de transiciones vibratorias de las moléculas entre los niveles de energía más altos y más bajos, las tasas de fotorreacciones químicas, e incluso poder cambiar la conductividad de los semiconductores orgánicos, como ya ha sido observado.

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- Fuente: Springer Science + Business Media.
- Publicación: Antoine Canaguier-Durand, Cyriaque Genet, Astrid Lambrecht, Thomas W. Ebbesen, Serge Reynaud. Non-Markovian polariton dynamics in organic strong coupling. The European Physical Journal D, 2015; 69 (1) DOI: 10.1140/epjd/e2014-50539-x.
- Imagen: Diagrama de un experimento que muestra la nube de átomos con 3 polaritones almacenados. Usando un interferómetro de Hanbury Brown y Twiss .
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Editor del blog Pedro Donaire

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