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Stati di luce "oscuri" diventano controllabili grazie a un nuovo dispositivo quantico
L’ottica quantistica aggiunge un tassello sorprendente alla comprensione della luce nei materiali bidimensionali. Un gruppo di ricercatori della City University of New York (CUNY) e dell’Università del Texas ad Austin ha mostrato che alcuni stati luminosi considerati “invisibili” possono diventare straordinariamente brillanti se confinati nella struttura giusta. Un risultato che, per livello di controllo ottenuto, non era mai stato raggiunto e che ora apre prospettive concrete per circuiti fotonici più rapidi e sistemi quantistici meno energivori.
Il lavoro ruota attorno ai cosiddetti dark exciton, stati luce-materia presenti in semiconduttori spessi solo pochi atomi. Vengono considerati “oscuri” perché emettono pochissima luce: è come se, pur esistendo, sfuggissero a qualsiasi tentativo di rilevazione diretta. Tuttavia possiedono una caratteristica preziosa per la tecnologia quantistica: vivono molto più a lungo rispetto agli stati luminosi tradizionali, e interagiscono poco con l’ambiente circostante. Qualità che li rendono candidati ideali per applicazioni di memoria quantica o sensori ultrasensibili.
La sfida era riuscire a farli emergere senza distorcerne la natura. Per farlo, il team ha progettato un minuscolo ambiente ottico basato su nanotubi d’oro e su un singolo foglio di diseleniuro di tungsteno (WSe₂), spesso tre soli strati atomici. L’accoppiamento fra la cavità metallica e il materiale semiconduttore ha moltiplicato l’emissione luminosa dei dark exciton di circa 300.000 volte, una cifra che li porta finalmente nel “regime visibile” degli esperimenti.
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