A sprawy prezentują się tym bardziej kusząco, że w grę wchodzą realne zastosowania dotyczące chociażby elektroniki nowej generacji. Takie urządzenia mogłyby wykorzystać bromek siarczku chromu, który oferuje właściwości, jakie zwykle nie występują wspólnie. A w zasadzie to nigdy, ponieważ mówi się o możliwości kodowania informacji za pomocą światła, ładunku elektrycznego, wibracji przypominających dźwięk, a także magnetyzmu.
Czytaj też: Matematyczny przełom nastąpił po prawie 400 latach. Tak naukowcy poradzili sobie z zagadką Kartezjusza
A na tym niesamowitości się nie kończą, ponieważ w toku badań ich autorzy doszli do kolejnego intrygującego wniosku. Jak się dowiedzieli, właściwości magnetyczne CrSBr sprawiają, że świetnie sprawdza się w wyłapywaniu i kontrolowaniu ekscytonów. Takowe powstają, gdy elektrony przechodzą z podstawowego stanu energetycznego w półprzewodniku do stanu o wyższej energii. Powstaje wtedy para w postaci elektronu i dziury, tworząca zbiorczy stan zwany ekscytonem.
Właśnie stąd bierze się fascynujące zjawisko, za sprawą którego porządek magnetyczny bromku siarczku chromu można włączać i wyłączać. Takie dowolne sterowanie jest możliwe dzięki zmianom temperatury, a osiągnięte przełączanie ma wpływ na zachowanie ekscytonów wewnątrz materiału. Dzięki temu można mówić o potencjalnie rewolucyjnych zastosowaniach w elektronice i technologii informacyjnej.
Zmieniając porządek magnetyczny w nowym materiale, fizycy są w stanie stworzyć platformę do przenoszenia informacji kwantowych na miarę XXI wieku
Artykuł na ten temat znajduje się w Nature Materials, a jego autorzy opisują, jak skorzystali z ultrakrótkich impulsów laserowych. Czas ich trwania wynosił 20 biliardowych części sekundy, co wystarczyło, aby wewnątrz badanego materiału pojawiły się ekscytony. Później do akcji wkroczył laser numer dwa, który zapewnił przesunięcie ekscytonów do wyższych stanów energetycznych.
Obserwacje wykazały, że ekscytony rozdzieliły się na dwa odrębne poziomy energetyczne i cechowały się odmiennym zachowaniem w zależności od kierunku ich ruchu w materiale. I to właśnie ten aspekt wywołał ogromne poruszenie. O ile w bardzo niskich temperaturach generuje to magnetyzm, tak w wyższych dochodzi do jego zaniku. W pierwszym scenariuszu ekscytony są uwięzione wewnątrz pojedynczej warstwy i poruszają się tylko w jednym kierunku, natomiast w drugim – mogą przemieszczać się w wielu warstwach i wszystkich kierunkach.
Czytaj też: Nieoczekiwany sukces w walce z kwantowym chaosem. Naukowcy przekroczyli magiczną granicę
Mogąc kontrolować zachowanie ekscytonów poprzez zmiany temperatury naukowcy zyskują bardzo mocną kartę w swojej talii. Mówią o wizji wykorzystania ekscytonów do przesyłania informacji kwantowych między różnymi systemami, choć najpierw trzeba będzie się upewnić, że to naprawdę możliwe. Konwersja takich informacji między fotonami, ekscytonami i spinami elektronów byłaby prawdziwie rewolucyjna dla technologii przyszłości.