Le particelle con cariche negative tendono a respingersi e per far sì che restino attaccate onde formare un materiale deve essere utilizzata una sorta di “colla extra”. Con quest’ultima è possibile “compensare” la repulsione elettrostatica per far sì che le particelle stiano insieme. Un nuovo studio, condotto da ricercatori dell’Università di Southampton, mostra un nuovo metodo per legare insieme due particelle simili agli elettroni caricate negativamente. Il nuovo approccio ideato dagli scienziati potrebbe rivelarsi utile per la creazione di nuovi materiali.
Nello studio, pubblicato Nature Physics, il team internazionale di ricercatori guidato da Simone De Liberato della Scuola di Fisica e Astronomia spiega come è possibile usare i fotoni, le particelle alla base della luce, per incollare particelle con cariche negative. Con questo metodo si viene a creare una nuova materia che hanno denominato “Photon Bound Exciton”.
Il procedimento vede l’utilizzo di un nanodispositivo racchiuso tra due specchi d’oro con il quale si possono intrappolare gli elettroni in pozzi nanoscopici.
Bombardando il dispositivo con fotoni è possibile aumentare l’interazione tra luce e materia. A questo punto l’elettrone invece di essere espulso, come ci si aspetta dato l’effetto fotoelettrico, resta intrappolato nel pozzo legato agli altri elettroni a carica negativa.
Si viene dunque a creare una nuova configurazione elettronica stabilizzata dai fotoni. Si potrebbero così creare nuovi atomi artificiali con configurazioni elettroniche nuove ideate alla bisogna, cosa che a sua volta potrebbe portare alla creazione di nuovi materiali per nuove applicazioni scientifiche e tecnologiche, in particolare per quanto riguarda la progettazione di nuovi dispositivi fotonici.
“Abbiamo dimostrato come usare la luce come una sorta di cerniera subatomica, legando insieme gli elettroni per creare nuovi oggetti simili ad atomi”, spiega De Liberato nel comunicato apparso sul sito dell’Università di Southampton.
Approfondimenti
- Scientists use photons as threads to weave novel forms of matter | University of Southampton (IA)
- Excitons bound by photon exchange | Nature Physics (IA) (DOI: 10.1038/s41567-020-0994-6)
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