Найдено новое состояние материи — она состоит из бозонных частиц

Международная группа физиков открыла новое состояние материи, которое включает в себя кристалл, состоящий из упорядоченных экситонов. Экситон — экзотический искусственный атом-квазичастица, в котором отрицательно заряженный электрон связан с "дыркой" в кристаллической решетке, образуя бозонную частицу, в которой два полуцелых собственных момента импульса частиц — спин образуют единый импульс. Открытие, опубликованное в science, поможет ученым исследовать поведение бозонных частиц, сделать новый шаг в синтезе бозонной материи и создать фантастические технологии с недостижимыми в нынешнее время свойствами.

Чтобы создать экситоны, исследователи использовали электроны из дисульфида (WS2) и диселенида (WSe2) вольфрама и создали из них решетки, расположив таким способом, чтобы сформировать муаровый узор — перекрывающуюся комбинацию ячеек, в которой сквозь одну из них видны отдельные участки другой. После этого исследователи направили на получившийся материал лазерный луч. В результате комбинации частиц из каждой решетки и воздействия сильного светового потока была создана благоприятная среда для образования и взаимодействия экситонов, что позволило физикам "прикоснуться к этим экзотическим частицам и немного изучить их поведение.

На первый взгляд всё вышенаписанное кажется какой то непонятной мистикой или магией, однако, если перевести на более понятный язык, в проводниках, непроводниках и полупроводниках есть электроны и квантовые пустоты ("дырки") — условно "пустые" места, в которые стремятся попасть электроны. Когда электрон приближается к "дырке", создаётся электронное возбуждение, которое начинает блуждать в толще материала. И если направить на это скопление электронов свет, то свет выстраивает частицы упорядоченными рядами, слоями, наподобие кристаллической решетки, а не хаотично, как это наблюдается у "нормальных" атомов. Такое построение делает материал изолятор ом, даже, если раньше он им не был, так как экситоны не дают электронам мотаться где им вздумается. По сути у людей теперь появился способ переключать материю в положение "проводник-диэлектрик", а также управлять распространением излучения.

Но это далеко не всё, что теоретически можно делать с бозонными квазичастицами. Ученые заявили, что открытие различных экситонов имеет далеко идущие последствия, но пока-что они не знают, где могут быть применимы экситоны. Гипотетически такие решетки могут использоваться для управления распространением излучения, а в совсем далекой перспективе новый материал экситоний может привести к появлению у людей тёмной материи, так как, согласно одной из гипотез, бозонная материя может являться таинственной темной материей, из которой почти полностью состоит Вселенная.

Источник: vk.com

Комментарии: