Pengayun harmonik kuantum—struktur yang boleh mengawal lokasi dan tenaga zarah kuantum yang boleh, pada masa hadapan, digunakan untuk membangunkan teknologi baharu termasuk OLED dan laser kecil—telah dibuat pada suhu bilik oleh penyelidik yang diketuai oleh Universiti St. Andrews.
Penyelidikan yang dijalankan dengan kerjasama saintis di Universiti Teknologi Nanyang di Singapura dan diterbitkan dalam Alam Komunikasi baru-baru ini, menggunakan an semikonduktor organik untuk menghasilkan polariton, yang menunjukkan keadaan kuantum walaupun pada suhu bilik.
Polariton ialah campuran kuantum cahaya dan jirim yang dibuat dengan menggabungkan pengujaan dalam a bahan semikonduktor dengan foton, zarah asas yang membentuk cahaya. Untuk mencipta polariton, para penyelidik memerangkap cahaya dalam lapisan nipis semikonduktor organik (jenis bahan pemancar cahaya yang digunakan dalam paparan telefon pintar OLED) 100 kali lebih nipis daripada sehelai rambut manusia, diapit di antara dua cermin yang sangat memantulkan cahaya.
Polariton, seperti lembapan di udara, boleh terkondensasi dan membentuk sejenis cecair. Para penyelidik mengaitkan cecair kuantum ini dalam corak pancaran laser untuk mengawal sifatnya. Ini menjadikan bendalir berayun dengan satu siri frekuensi harmonik yang menyerupai getaran tali biola. Bentuk keadaan getaran terkuantasi ini sepadan dengan bentuk "pengayun harmonik kuantum."
Salah seorang ketua projek Dr. Hamid Ohadi, dari Sekolah Fizik dan Astronomi di Universiti St Andrews, berkata, "Ini adalah masalah buku teks yang kami lihat dengan pelajar kami dalam kursus fizik kuantum kami ialah pengayun harmonik kuantum. Kami pernah berfikir bahawa seseorang memerlukan kaedah penyejukan yang canggih untuk melihat pengayun ini. Kami mendapati bahawa fenomena fizik asas ini boleh dilihat di suhu bilik juga.”
Rakan sekerjanya Profesor Graham Turnbull menambah, "Dengan mengkaji pengayun kuantum ini kita belajar bagaimana untuk mengawal lokasi dan pergerakan polariton. Pada masa hadapan, kami berharap dapat mengeksploitasi pengetahuan ini untuk membangunkan teknologi kuantum baharu untuk penderiaan alam sekitar, atau jenis baharu OLED dan laser miniatur.”
Profesor Ifor Samuel, juga sebahagian daripada pasukan projek di St Andrews, berkata, "Salah satu aspek yang paling luar biasa dalam kajian ini ialah kami menggembirakan sampel di satu tempat, tetapi lihat (polariton) pengikat dalam satu lagi, menunjukkan bahawa campuran kuantum cahaya dan jirim boleh menempuh jarak makroskopik. Ini boleh berguna bukan sahaja untuk laser tetapi juga untuk sel suria"
