非破壊イメージングからコンピューター チップの製造に至るまで、人々は準粒子の一見物理学を無視した特性を利用することができます。科学者の国際チームは、超強力な光源の開発を目指して、放射線物理学の基礎を再構築することに着手した。Nature Photonics に掲載された新しい研究では、ポルトガル高等研究所 (IST)、ロチェスター大学、カリフォルニア大学ロサンゼルス校、およびフランス光応用研究所の研究者らが、準粒子を使用して、今日の最先端の光源と同等の強力でありながら小型の光源を作成する方法を提案しています。
準粒子は、複数の電子の同期運動によって形成される特別な存在です。興味深いことに、それらは光速を超える比類のない速度で飛行することができ、ブラックホールの近くで見られるものと同様の異常に強い力に耐えることができます。
「準粒子の最も興味深い点は、単粒子物理法則では許されない方法で準粒子が移動できることです」と、レーザーエネルギー研究所の上級科学者であり、機械工学科の助教授であり、光学研究所の准教授であるジョン・パラストロ氏は述べた。
高度な研究と応用の可能性 Palastro らは、欧州ハイパフォーマンス コンピューティング共同事業が提供するスーパーコンピューターで高度なコンピューター シミュレーションを実行することにより、プラズマ中の準粒子の独特な特性を研究しました。彼らは、ウイルスをスキャンするための非破壊イメージング、光合成などの生物学的プロセスの理解、コンピューターチップの製造、惑星や星における物質の挙動の調査など、準粒子ベースの光源の有望な用途を考えています。
「柔軟性は非常に大きいです」と、この研究の筆頭著者でありISTの博士課程の学生であるベルナルド・マラカ氏は述べた。 「それぞれの電子は比較的単純な運動を行っていますが、たとえ局所的な電子が光や振動電子より速く移動していないとしても、すべての電子からの総放射は、光より速く移動する粒子や振動する粒子からの放射を模倣することができます。」
準粒子ベースの光源は、希少でかさばり、ほとんどの研究室、病院、企業にとって非実用的な自由電子レーザーなどの既存の形式に比べて明らかな利点を提供します。この研究で提案された理論によると、準粒子はごく短い距離を移動するだけで非常に明るい光を生成することができ、世界中の研究室で幅広い科学技術の進歩を引き起こす可能性があります。