Lorsque des matériaux optiques (molécules ou semi-conducteurs à l’état solide) sont intégrés dans de minuscules boîtes photoniques, appelées microcavités optiques, ils forment des états hybrides lumière-matière appelés polaritons. La plupart des propriétés optiques des polaritons sous faible éclairage peuvent être comprises à l’aide de l’optique classique classique. Des chercheurs de l'Université de San Diego montrent que ce n'est pas tout : des fluctuations quantiques se cachent sous le signal classique et elles révèlent beaucoup de choses sur les molécules en question.
Leurs travaux redéfinissent les fondements de la polaritonique en démontrant que les spectres optiques de ces hybrides lumière-matière, décrits depuis longtemps par l’optique classique, portent en fait de subtiles empreintes quantiques.
L'exploitation de ces signatures permet aux polaritons d'agir comme des sondes sensibles de leurs matériaux hôtes, ouvrant ainsi de nouvelles directions pour le contrôle polaritonique, la détection de précision et les technologies photoniques quantiques. Au-delà de l’optique, ces effets quantiques cachés suggèrent en outre de nouvelles voies pour piloter la réactivité chimique et faire progresser la chimie polaritonique.
« Notre travail révèle des empreintes quantiques cachées dans les spectres polaritoniques et ouvre la voie à un nouveau paradigme pour sonder et contrôler la matière en exploitant le vide quantique de la cavité », explique le professeur de chimie Joel Yuen-Zhou.
L'article est publié dans la revue Optique.
