O kulisach przeprowadzonych eksperymentów czytamy na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences. W centrum zainteresowania członków zespołu badawczego znalazły się ekscytony, czyli kwazicząstki istniejące za sprawą korelacji elektronu i dziury będących efektem oddziaływania kulombowskiego pomiędzy nimi.
Co istotne, kwazicząstki te wykazują różne właściwości jako jasne i ciemne ekscytony. O ile te pierwsze bezpośrednio łączą się ze światłem i odgrywają kluczową rolę w jego absorpcji, tak drugie są bardzo ważne dla kwantowego przetwarzania informacji, tworzenia kondensatów Bosego-Einsteina czy zbierania energii świetlnej. Chińscy i amerykańscy naukowcy wzięli pod uwagę przejście od jasnych do ciemnych ekscytonów. Obserwacje dotyczyły tlenku tytanu, będącego materiałem półprzewodnikowym słynącym z szerokich możliwości w zakresie pochłaniania światła i aktywacji jasnych ekscytonów przy udziale światła.
W centrum zainteresowania autorów znalazły się przejścia między jasnymi i ciemnymi ekscytonami będącymi składnikami materiałów półprzewodnikowych
Obserwując to, co działo się w trakcie tego przejścia, członkowie zespołu badawczego zidentyfikowali nową ścieżkę, co z kolei dostarcza informacji na temat wydłużonej skali czasowej dotyczącej tranzycji. O jakiej skali mowa? Dość powiedzieć, że jasne ekscytony przekształcają się w ciemne w ciągu około 100 femtosekund, co stanowi okres kilkukrotnie krótszy od dotychczas zakładanego.
Czytaj też: Ze zwykłych materiałów robią przewodniki kwantowe. To zasługa jednego urządzenia
Zdaniem badaczy kluczową rolę w tym przejściu odegrało coś, co określają mianem interakcji wielu ciał w ekscytonach. W ramach dalszych badań autorzy dotychczasowych ustaleń chcieliby kontynuować poznawanie wpływu interakcji wielu ciał na dynamikę ekscytonów w materiałach półprzewodnikowych. W długofalowej perspektywie powinno to mieć przełożenie na postępy w projektowaniu urządzeń opartych na świetle czy stosowanych w energetyce. Oznacza to, że korzyści płynące z poczynionych postępów będą miały wyraźnie praktyczny wymiar.
