麻省理工开辟出光和物质相互作用的新领域

这些等离子体，类似于光子，但波长要短几百倍，被很窄地局限于石墨烯中，利用这种材料的方式，使其比普通的材料要有几个数量级多的相互作用。这使得我们可以实现各种通常被认为是遥不可及的现象，如多个等离子体的同时发射，或两能级间的发光跃迁，研究团队说明。

这种方法可以使两个“纠缠”的光子的同时发射，这意味着即使在分离的情况下，它们也可以共享相同的量子态。这样产生的纠缠光子是量子器件中的一个重要的元素，如可用于加密应用中。

利用这些禁戒跃迁能打开定制光学材料性能的方式，这在之前是不能想象的，里维拉说。“通过改变这些规则”，关于光与物质之间的关系，“它可以打开重塑材料的光学性能的新的大门。”

柯米纳预测，这项工作“将作为下一代光物质相互作用的研究的起始基础”，并可能导致“在许多依赖于光物质相互作用领域的进一步的理论和实验进展，包括原子，分子和光学物理，光电子，化学，光电子，和许多其他应用中。”

除了其科学意义，他说，“这项研究有可能在多个学科的应用，因为在原则上它有可能使光学应用的周期表的充分利用。”这可能会让我们实现在光谱和传感设备，超薄太阳能电池，新材料来吸收太阳能，具有更高的效率有机发光二极管，和可能的量子计算设备的光子源等各种应用。

“从基础科学的角度来看，这项工作是一个分支，仅仅在几年前，这是难以想象的，直到现在，很大程度上仍是未知的基础，”梭拉瑞斯说。

“二维材料限制表面区域和各种运动都在一个平面上，使在总体积上尽可能多的效果，有几个数量级的削弱幅度，”杰森·弗莱舍说，他是普林斯顿大学的电气工程副教授，他并没有参与这项研究。关于这项工作，他说，“系统地探讨了二维材料如何改善光物质相互作用的，为获得了更快的电子跃迁，增强传感和更好的激发，并包括为宽带和量子光的紧凑产生奠定了理论基础。”