La mayoría de los objetos reaccionan de manera predecible cuando se les aplica fuerza, a menos que tengan "masa negativa". Y luego reaccionan exactamente de manera opuesta a lo que cabría esperar.

Ahora, los investigadores de la Universidad de Rochester han logrado crear partículas con masa negativa en un semiconductor atómicamente delgado, haciendo que interactúe con la luz confinada en una microcavidad óptica.

Esto por sí solo es "interesante y emocionante desde una perspectiva física, "dice Nick Vamivakas, profesor asociado de óptica cuántica y física cuántica en el Instituto de Óptica de Rochester. "Pero también resulta que el dispositivo que hemos creado presenta una forma de generar luz láser con una cantidad de energía cada vez más pequeña".

El dispositivo, descrito en Nature Physics, consta de dos espejos que crean una microcavidad óptica, que confina la luz en diferentes colores del espectro dependiendo de cómo estén espaciados los espejos.

Investigadores en el laboratorio de Vamivakas, incluidos los coautores principales Sajal Dhara (ahora con el Instituto Indio de Tecnología) y Ph.D. estudiante Chitraleema Chakraborty, incrustado un semiconductor de diselenuro de molibdeno atómicamente delgado en la microcavidad.

El semiconductor se colocó de tal manera que su interacción con la luz confinada dio como resultado pequeñas partículas del semiconductor, llamadas excitones, que se combinaron con fotones de la luz confinada para formar polaritones.

"Al hacer que un excitón ceda parte de su identidad a un fotón para crear un polaritón, terminamos con un objeto que tiene una masa negativa asociada, "Vamivakas explica." Eso es algo alucinante en lo que pensar, porque si intentas empujarlo o tirarlo, irá en la dirección opuesta a lo que le diría su intuición ".

Otros grupos de investigación han estado experimentando con dispositivos similares, Vamivakas dice:pero este es el primer dispositivo que produce partículas con masa negativa.

Aunque las aplicaciones "aún están en el camino, "Vamivakas agrega, su laboratorio continuará explorando:

• Cómo el dispositivo podría servir como sustrato para producir láseres. "Con los polaritones que hemos creado con este dispositivo, la receta para hacer funcionar un láser es completamente diferente, "Dice Vamivakas." El sistema comienza a funcionar con una entrada de energía mucho menor "que los láseres tradicionales que se utilizan actualmente.
• Las implicaciones físicas de crear masa negativa en el dispositivo. "Estamos ideando formas de aplicar empujones y tirones, tal vez aplicando un campo eléctrico a través del dispositivo, y luego estudiando cómo estos polaritones se mueven en el dispositivo bajo la aplicación de una fuerza externa".