Casipartícula topológica plasmónica en las escalas de nanómetros y femtosegundos

Área de la Ciencia:

• Física cuántica y óptica
• Física de la materia condensada
• La nanofotónica

Sus antecedentes:

• La física clásica y cuántica describen las interacciones luz-materia.
• La electrónica de ondas de luz apunta a las frecuencias de terahercios/petahercios.
• Los excitones y plasmones son cuasipartículas de materia ligera formadas en escalas de tiempo de hasta un segundo.

Objetivo del estudio:

• Para crear y obtener una imagen de una cuasipartícula de textura de espín plasmónico topológico.
• Investigar la generación de vórtices plasmónicos y sus texturas de giro.
• Para explorar el potencial de la transducción de información cuántica.

Principales métodos:

• Utilizando películas de plata estructuradas con fase geométrica diseñada.
• Utilizando una microscopía de fotoelectrones coherente no lineal ultra rápida para imágenes de hasta un segundo.
• Utilizando simulaciones electromagnéticas y la teoría analítica para la confirmación.

Principales resultados:

• Generó ondas plasmónicas con diferentes momentos angulares orbitales.
• Superposición observada creando vórtices plasmónicos con carga topológica no trivial (cuasipartículas de merón).
• Se ha demostrado que los campos quirales rompen la simetría de la inversión del tiempo en una escala nano-femto.

Conclusiones:

• Se logra la creación transitoria de una topología de momento angular de espín no trivial.
• Estos hallazgos se relacionan con la creación de estructuras cosmológicas y las transiciones de fase topológicas.
• Existe el potencial para la transducción de información cuántica en la escala nano-femto.