摘要：现代物理学和光子学面临的最大挑战之一是理解材料在极短的闪光照射下的行为。一项发表在《自然光子学》杂志上、由米兰理工大学研究人员领导的新研究揭示了一个经常被忽视的关键因素：虚拟电荷的作用。这些电荷载流子仅在与光相互作用时存在，但它们对材料的响应方式有着显著的影响

米兰理工大学

米兰理工大学领导的一项研究最近发表在《自然光子学》杂志上，强调了虚拟电荷在绝缘材料中的重要作用。

现代物理学和光子学面临的最大挑战之一是理解材料在极短的闪光照射下的行为。一项发表在《自然光子学》杂志上、由米兰理工大学研究人员领导的新研究揭示了一个经常被忽视的关键因素：虚拟电荷的作用。这些电荷载流子仅在与光相互作用时存在，但它们对材料的响应方式有着显著的影响。

为了探索这一现象，米兰理工大学的科学家与筑波大学、马克斯普朗克物质结构与动力学研究所以及光子学与纳米技术研究所（Cnr-Ifn）合作。

他们的实验重点关注了暴露于仅持续几阿秒（十亿分之一秒）光脉冲的单晶钻石。该团队采用了一种名为阿秒级瞬态反射光谱的先进方法来捕捉这些超快过程。

通过将实验数据与最先进的数值模拟结果进行比较，研究人员能够分离出材料电子能带之间所谓的虚拟垂直跃迁效应。这一结果改变了人们对光与固体相互作用方式的认识，即使在迄今为止仅归因于实际电荷运动的极端条件下也是如此。

重新思考光与物质的相互作用

“我们的研究表明，在几十亿分之一秒内发生的虚拟载流子激发对于正确预测固体中的快速光学响应是必不可少的，”该研究的资深作者、物理系教授、CNR-Ifn 的助理 Matteo Lucchini 说。

CNR-IFN 研究员 Rocío Borrego Varillas 补充道：“这些成果标志着电子超快技术发展迈出了关键一步。”

这一进展为超高速光学器件的研制提供了新的见解，例如能够在拍赫兹频率下工作的开关和调制器，其速度比目前的电子设备快一千倍。这需要对实际电荷和虚拟电荷的行为有深入的理解，正如本研究所证明的那样。

该项研究是在米兰理工大学阿秒研究中心 (ARC) 开展的，属于欧洲和国家项目 ERC AuDACE（先进材料阿秒动力学）和 MIUR FARE PHorTUNA（莫特绝缘体相变超快动力学）的框架内。

来源：八姨太会玩