Учёные открыли новую форму материи
Дело в том, что когда-то физики допустили существование определённой формы материи, описываемых уравнениями Ферми-Эйнштейна. Не вдаваясь в подробности словесной эквилибристике, выделим самое существенное из перепалки метров: главное, что они допустили, так это совершенное новое состояние вещества с неизведанными ранее свойствами, состоящее из бозонов!
И вот теперь их мечта осуществилась! Исследователи из Университета штата Иллинойс объявили о захватывающем открытии — открытие новой формы материи: экситония. Этот материал состоит из бозонов, составной частицы, которая может позволить материи действовать как сверхтекучая жидкость, в качестве сверхпроводника или даже как изолирующий электронный кристалл — экситоний.
Экситоний— это бозоновский конденсат, состоящий из экситонов, который можно получить, когда объединяете эвакуированные электроны и «дыры», которые они оставили. Это такое квантовомеханическое взаимодействие возможно, потому что в полупроводниках электроны с верхнего энергетического уровня в атоме способны при возбуждении перемещаться на следующий энергетический уровень, оставляя за собой «дыру» на предыдущем уровне. Эта «дыра» действует как положительно заряженная частица, притягивая отрицательно заряженные электроны, вместо ускользнувших.
Для доказательства существования экситонов группа исследователей изучала кристаллы, титана, легированных диэлкогенидом тиландезинилидом (1T-TiSe2). Учёным удалось пять раз воспроизвести свои результаты, чтобы доказать. что система взаимодействует как газ, состояние которого описывается уравнениями Ферми-Эйнштейна, и, соответственно, имеет совершенно уникальные свойства.
До сих пор у учёных не было экспериментальных инструментов, необходимых для того, чтобы точно определить, были ли бы обнаружены экситоний или другая подобная фаза состояния вещества. Однако, используя новую технику, исследовательская группа в состоянии окончательно измерить в первый раз коллективные возбуждения низкоэнергетических бозонных частиц, парных электронов и дырок, какими бы ни были их импульсы.
С тех пор, как термин« экситоний »был придуман в 1960-х годах физиком-теоретиком Гальперином, физики пытались продемонстрировать его существование. Теоретики обсуждали, будет ли это изолятор, идеальный проводник или сверхтекучий материал — с убедительными аргументами со всех сторон
Исследователи считают, что это исследование может помочь в дальнейшем де-мистификации текущих квантовых головоломок. Однако эти приложения, особенно в практических технологиях, являются чисто умозрительными. Невозможно точно предсказать, какое будущее может иметь место для экситония, но теперь мы точно знаем, что он имеет большой потенциала, чем когда-либо раньше.
12.12.2017 12:14
