在纳米尺度上捕获和利用光的新的基本极限

来自南安普顿大学和苏黎世联邦理工学院的物理学家们在纳米尺度上达到了光-物质耦合的一个新门槛。这项国际研究最近发表在《自然-光子学》上，它结合了理论和实验发现，确定了我们限制和利用光的能力的一个基本限制。

合作的重点是在一个二维电子气体的顶部以不断缩小的尺寸制造的光子纳米天线。该装置通常被世界各地的实验室用来探索强电磁耦合的效果，利用天线捕获和聚焦靠近电子的光的能力。

南安普顿大学量子理论和技术小组主任西蒙娜`德`利伯拉图教授说："能够在极小体积内聚焦光的光子谐振器的制造被证明是一项关键技术，目前正在使材料科学、光电子学、化学、量子技术等不同领域取得进展。特别是，聚焦后的光可以与物质发生极强的相互作用，使电磁学变得非微扰性。然后，光可以被用来改变与之相互作用的材料的特性，从而成为材料科学的一个强大工具。光可以有效地被编织成新型材料"。

科学家们发现，当实验开始激发传播的质子时，光不能再被限制在一个临界尺寸以下的系统中，在所研究的样品中为250纳米左右。这导致电子波从共振器上移开，并使光子的能量溢出。

苏黎世联邦理工学院的Jérôme Faist和Giacomo Scalari教授小组进行的实验获得的结果无法用对光-物质耦合的最先进理解来解释。物理学家们找到了南安普顿的物理和天文学学院，那里的研究人员领导了理论分析，并建立了一个能够定量再现这些结果的新理论。

德`利伯拉图教授认为，新发现的极限还可能被未来的实验所超越，从而释放出取决于超封闭电磁场的巨大技术进步。