Знайдено докази існування нової форми матерії


Знайдено докази існування нової форми матерії

Закони фізики на квантовому рівні серйозно відрізняються від макроскопічного рівня, але бозе-ейнштейнівський конденсат може стати містком між двома цими світами. Він формується, коли частинки або квазічастинки з’єднуються і починають поводитися як одна частинка, бозон.

Нова форма матерії, названа экситоном, це вид бозона, сформованого в напівпровіднику. Коли електрон на межі валентної зони напівпровідника порушується, він може перейти на інший енергетичний рівень. Якщо це відбувається, він залишає після себе «дірку» у валентній зоні, яка сама стає квазічастинкою з позитивним зарядом. Позитивно заряджена дірка і негативно заряджений електрон притягуються один до одного і утворюють разом екситон.

Вчені давно припускали, що, як і інші бозони, екситони повинні мати основний стан, який вони назвали екситонієм і який досі існував лише в теорії. «З тих пір як термін „екситоній“ був запропонований в 1960-х гарвардським фізиком-теоретиком Бертом Гальперіним, вчені шукали докази його існування, — говорить Пітер Аббамонте, провідний дослідник. — Теоретики сперечалися, чи є він ізолятором, ідеальним провідником або надтекучою рідиною — і кожна сторона наводила переконливі аргументи. З 1970-х багато експериментаторів публікували свідчення існування екситонія, але переконливих доказів не було».

Команда іллінойських вчених зробила свої спостереження за допомогою технології спектроскопії характеристичних втрат енергії електронів (ХПЕЕ) з імпульсною роздільною здатністю. Вона дозволила точно виміряти рівень активації екситонів незалежно від їх імпульсу. За допомогою цих даних вони вивчили нелеговані кристали перехідного металу діелкогенідом титану, охолодженого до 190 градусів Кельвіна (-83° C).

Як тільки матеріал наблизився до критичної температури, він увійшов у фазу м’яких плазмонів, не бачену раніше в жодному матеріалі. Вона стала передвісницею конденсації екситона, доказом існування екситонія.

  • i

    Якшо Ви помітили помилку, виділіть необхідну частину тексту й натисніть Ctrl+Enter, щоб повідомити про це нам.

Дивись також
В Контексті Finance.ua