Drivning av kollektiva strömexcitationer med ljus

Projekttitel: Drivning av kollektiva strömexcitationer med ljus
Huvudsökande: Chin Shen Ong, materialteori
Beviljade medel: 4 800 000 SEK för perioden 2026-2029

Tänk om vi kunde styra hur elektroner rör sig i ett material lika precist som vi styr ljus i en laser. I det här projektet utforskar vi ett banbrytande nytt slags kollektivt beteende i material, kallat curroner, som kan göra detta möjligt.

I vanliga material kan elektronernas täthet svänga fram och tillbaka och bilda vågor som kallas plasmoner. Vi har däremot upptäckt en helt annan typ av våg, som är kopplad till själva elektronernas rörelse snarare än till förändringar i deras täthet. Dessa nya vågor, curroner, uppstår genom hur elektronerna reagerar på ljusets elektriska fält, något som plasmoner inte kan göra.

Med avancerade kvantmekaniska simuleringar har vi visat att curroner kan finnas även i enkla metaller som natrium. Ännu mer spännande är deras potential att möjliggöra exakt kontroll av elektronrörelser på ultrakorta tidsskalor. Det kan bana väg för en ny generation av teknik, såsom blixtsnabb elektronik och kvantkomponenter.

För att driva forskningen vidare utvecklar vi även ett öppet datorprogram, UppsalaGW, som ska delas fritt med forskare världen över. Med hjälp av det kan man studera dessa effekter och utforma nya material. Curroner öppnar helt nya möjligheter att forma materiens beteende på sätt som tidigare var otänkbara.