Вчені виявили нову форму речовини, яка називається «екситон»
Нова речовина
Дослідники з Університету штату Іллінойс оголосили про захоплюючі відкриття - відкриття нової форми матерії: екситон. Цей матеріал складається з свого роду бозона, складовою частинки, яка може дозволити матерії діяти як надплинний, надпровідник або навіть як ізолюючий електронний кристал.
Професор фізики Пітер Аббамонте і його команда працювали разом з колегами з Іллінойсу, Каліфорнійського університету, Берклі і Амстердамського університету, щоб довести один і той же існування цього дивного і таємничого типу матерії, який був теоретизувати більш ніж 50 років тому. Вони описали, як вони виявили екситонів в журналі Science.
екситонів - це конденсат, що складається з екситонів, який ви отримуєте, коли ви поєднуєте евакуйовані електрони і «дірки», які вони залишили. Це виверткий квантовомеханічної спарювання можливо, тому що в напівпровідниках електрони на краю одного енергетичного рівня в атомі здатні при порушенні стрибати на наступний енергетичний рівень, залишаючи за собою «дірку» на попередньому рівні. Цей отвір діє як позитивно заряджена частинка, притягаючи негативно заряджений електрон, який вислизнув.
Щоб довести існування екситонів, ця група вивчила кристали, леговані діхлорцідом діхалкогеніда титану (1T-TiSe2), перехідним металом. Вони навіть змогли відтворити свої результати в п'ять разів.
Квантові таємниці
До сих пір у вчених не було експериментальних інструментів, необхідних для того, щоб точно визначити, виявляють вони екситонів або іншу подібну фазу речовини. Однак, використовуючи нову техніку, ця дослідницька група вперше остаточно виміряла колективні збудження низькоенергетичних бозони частинок, парних електронів і дірок, якими б не були їх імпульси. Іншими словами, це було перше спостереження за м'якою плазмонів фазою, яка є попередником екситонної конденсації.
«Цей результат має космічне значення», - заявив Аббамонте в прес-релізі. «З тих пір, як термін« екситон »був придуманий в 1960-х роках теоретичним фізиком Гарварда Бертом Гальперін, фізики намагалися продемонструвати його існування. Теоретики обговорювали, чи буде це ізолятор, ідеальний провідник або надплинний - з деякими переконливими аргументами з усіх боків. З 1970-х років багато експериментаторів опублікували дані про існування екситонів, але їх результати не були остаточним доказом і могли бути також пояснені звичайним структурним фазовим переходом».
Тепер, коли доведено, що екситон існує і був визначений в експериментах, його властивості можуть бути додатково досліджені і застосовані. Найбільш очевидно, що в якості надпровідника і сверхтекучего матеріалу цей матеріал можна використовувати для подальшого використання існуючих технологій.
Крім того, оскільки аналіз квантових явищ - це те, що направляє і формує наше розуміння квантової механіки, це дослідження може допомогти в подальшому де-містифікації поточних квантових головоломок. Однак ці програми, особливо в практичних технологіях, є чисто умоглядними. Неможливо точно передбачити, яке майбутнє може мати місце для екситонів, але ми точно знаємо, що він має більше потенціалу, ніж будь-коли раніше.
Література: Фізика, наука
