Hoppa direkt till innehållet

Kakor

För att kunna chatta behöver du tillåta att Microsoft Dynamics använder kakor.

printicon
Huvudmenyn dold.

Kollektiva och ickelinjära effekter i kvantplasmor

Forskningsprojekt Plasmor beskrivs oftast med klassiska ekvationer. I flera situationer är dock en kvantmekanisk beskrivning motiverad. Inom projektet kombineras studier av kollektiva, ickelinjära fenomen med kvantmekaniska modeller.

I projektet studeras ickelinjära fenomen i plasmor. Bland de viktigaste målen är att finna beskrivningar som inkluderar både kollektiva processer samt kvantmekaniska effekter. Situationer där beskrivningar av denna typen erfordras innefattar laser-plasma växelverkan, astrofysik, lågtemperaturplasmor samt nanokomponenter byggda på fasta tillståndsplasmor. I den senare typen av plasmor utbreder sig ytplasmoner längs ytskiktet mellan en metall och ett dielektrikum. När storleken på system av denna typen krymps spelar kvanteffekter en allt viktigare roll, och sätter en gräns för hur små nanosystem som kan byggas.

Projektansvarig

Gert Brodin
Professor
E-post
E-post
Telefon
090-786 57 71

Projektöversikt

Projektperiod:

2008-04-28 2010-12-31

Medverkande institutioner och enheter vid Umeå universitet

Institutionen för Fysik, Teknisk-naturvetenskaplig fakultet

Forskningsområde

Fysik

Projektbeskrivning

Inom ramen för projektet studeras flera aspekter av ickelinjära och kollektiva effekter av kvantplasmor. En viktig del kommer att vara vidareutveckling av självkonsistenta modeller av kvantplasmor. De modeller som utvecklats så här långt har visat att elektronernas spinegenskaper can ge upphov till kvantmekaniskt beteende i regimer som man tidigare har trott varit rent klassiska.
Preliminära undersökningar indikerar att dessa resultat kan skärpas ännu mer om vätskemodellerna generaliseras till kinetiska beskrivningar, som använder ett åtta-dimensionellt fasrum (position, rörelsemängds samt två spinfrihetsgrader). Detta bildar en bas för en grundlig analys av övergången mellan kvantmekaniskt och klassiskt beteende i plasmor.
En förbättrad förståelse av kvantplasmor är också en nyckelfaktor när det gäller att angripa problem inom det nyligen utvecklade området plasmonik ("plasmonics"). Här så används yt-plasmon polaritoner för signalöverföring i komponenter avsedda att bli den nästa generationens datachips. Inom projektet är det ett viktigt mål att förbättra den teoretiska förståelsen för yt-plasmon polaritoner genom att ge en fullt kvantmekanisk beskrivning. Detta är avgörande när storleken på komponenterna minskas till under 100 nm.
Slutligen avser projektet att angripa problem inom växelverkan mellan högeffektlasrar och plasmor, där både kvantelektrodynamiska och kollektiva effekter inkluderas. Utvecklingen av projekt som ELI (Extreme Light Infrastructure)och HiPER (High Power laser Energy Research facility) gör sådana beskrivningar nödvändiga.