Polaritón (Zoológico de Partículas Subatómicas)

Polaritón

Un polaritón es una cuasipartícula híbrida que surge del acoplamiento fuerte entre un modo de excitación material (como un excitón, un fonón óptico o un plasmon) y un campo electromagnético, generalmente un fotón confinado en un medio. Este acoplamiento genera un estado coherente que combina propiedades tanto de la luz como de la materia.

Sus características fundamentales son:

• Naturaleza mixta: combina componentes fotónicas y componentes materiales, lo que le otorga simultáneamente baja masa efectiva y capacidad de interactuar con el medio.

• Acoplamiento fuerte: aparece cuando la interacción entre el fotón y la excitación material supera las pérdidas del sistema, produciendo una división de niveles conocida como splitting de Rabi.

• Dispersión modificada: su relación energía–momento presenta ramas superiores e inferiores, resultado de la mezcla coherente entre los modos acoplados.

• Confinamiento y coherencia: puede formarse en cavidades ópticas, guías de onda, semiconductores y microestructuras que permitan el confinamiento del campo electromagnético.

• Tipos principales: incluye exciton–polaritones, fonon–polaritones y plasmon–polaritones, según la naturaleza de la excitación material involucrada.

• Aplicaciones y fenómenos emergentes: participa en condensados bosónicos a temperatura relativamente baja, láseres de polaritones, transporte cuántico híbrido y arquitecturas de fotónica cuántica.

El polaritón constituye así una cuasipartícula esencial en sistemas donde la interacción entre luz y materia alcanza el régimen de acoplamiento fuerte, permitiendo la emergencia de estados coherentes con propiedades ópticas y cuánticas distintivas.