ボーズ・アインシュタイン凝縮体は、前世紀の20代半ばにインドの物理学者チャチャトラナト・ボースとアルバート・アインシュタインによって予測され、記述された物質の集合状態です。 ただし、1995年に初めてボーズ凝縮体が実験的に得られました。 物理学者のエリック・コーネル、カール・ウィマン、およびヴォルフガング・ケタールは、これに対してノーベル賞を受賞しました。 彼らは、数十ナノケルビンに冷却されたルビジウムとナトリウム原子から凝縮物を得ることができました。 2010年には 、さらに室温で光子から凝縮が得られました。
今年12月8日、チューリッヒのIBM研究所の科学者グループは、OLEDディスプレイで使用されるものと同様の発光ポリマーのフィルムを使用して、このような凝縮物を生成する方法を説明する論文を発表しました 。 これにより、プロセスのコストが大幅に削減され、高性能コンピューティングでのボーズ・アインシュタイン凝縮系光電子デバイスの産業利用の可能性がより近くなります。 以前は、凝縮物を生成するために超高純度の結晶が必要でした。
なぜボーズ・アインシュタイン凝縮はとても興味深いのですか？
物質は、スピン全体を持つすべての粒子、つまりボソンが可能な限り同じ最低量子状態にあるとき、ボーズ・アインシュタイン凝縮状態に入ります。 同時に、それらは量子特性を持つ巨大な超粒子のように振る舞います。 超伝導と超流動の現象は、この物質の状態に直接関係しているため、大宇宙における量子効果の発現の例として役立ちます。 ボーズ凝縮光子の場合、そのすべての光子が同じ状態にあるという事実の結果は、それによって放出される光のコヒーレンスです。 つまり、そのような凝縮物に基づいて、レーザーと光スイッチを作成することが可能であり、現在の既存のものよりもはるかに効率的です。
IBM Researchの科学者は、2ミラーの設置を使用して、35ナノメートルの厚さのポリマーフィルムが配置されたマイクロメートルのオーダーのギャップを持つボーズ凝縮体を生成しました。 ポリマーがレーザービームによって励起された後、励起子ポラリトン （光子と媒体の励起の相互作用から生じる準粒子）がその表面に形成されます。 励起子ポラリトンのボーズ凝縮の詳細については、 この記事のロシア語をご覧ください （PDF 2 Mb）。
ボーズ凝縮物を生成する新しい方法は、光学マイクロチップの要素ベースの基礎を形成することができ、従来の半導体チップよりも何倍も高速で経済的です。 IBMは、ペットやエクサバイトのデータを処理する必要性を満たすことができる光学およびハイブリッド光電子デバイスを長年にわたって開発してきました 。