Científicos han observado emisión colectiva en matrices sublongitudinales de centros vacantes de silicio en diamante, a pesar de que el ensanchamiento inhomogéneo de estos emisores supera su ancho de línea natural en dos órdenes de magnitud. Este hallazgo desafía la expectativa de que un ensanchamiento tan pronunciado suprimiría las interacciones mediadas por fotones, fundamentales para la emisión colectiva. Los efectos colectivos observados incluyen cambios en la resonancia, tasas de decaimiento modificadas y emisión coherente direccional, lo que demuestra la robustez de estos fenómenos cuánticos en sistemas de estado sólido desordenados.
La clave para superar el ensanchamiento inhomogéneo reside en la implantación de una alta densidad de iones de silicio en cada sitio de la matriz. Esta técnica crea lo que los investigadores denominan "superátomos", que son conjuntos locales de emisores que logran probabilísticamente una coincidencia de frecuencia a lo largo de la matriz, potenciando así la respuesta colectiva. Este enfoque permite que los efectos cuánticos colectivos persistan incluso en condiciones que antes se consideraban inviables para la interacción átomo-fotón mejorada.
Los resultados tienen implicaciones directas para la creación de matrices sublongitudinales en cualquier sistema de estado sólido. Abren el camino para el desarrollo de metasuperficies de emisores cuánticos que puedan integrarse de forma natural en entornos nanofotónicos. Esto es crucial para el avance de tecnologías cuánticas, ya que permite la manipulación eficiente de la luz a escalas nanométricas, lo que podría conducir a nuevos dispositivos para la computación y comunicación cuánticas.