Fyzici právě objevili novou formu hmoty, která byla hypotetizována téměř před 50 lety

Excitonium

Pokud jste si mysleli, že identifikace všech stavů hmoty byla "stará věda," možná budete chtít znovu myslet. Jak nás nedávno ukázal tým vědců z University of Illinois na Urbana-Champaign, Matter nás stále překvapuje. Prokázali existenci zcela nové formy hmoty zvané excitonium, což je zjištění, které legitimizuje teorii, která byla poprvé představena před 50 lety..

Excitonium je materiál složený z částic známých jako excitony, které jsou samy složeny z uniklých elektronů a otvorů, které po jejich úniku zanechávají. Tento neobvyklý kondenzát vykazuje makroskopické kvantové jevy a má schopnost přimět hmotu, aby fungovala jako superfluid, supravodič nebo dokonce jako izolační elektronický krystal.

“Tento výsledek má kosmický význam,” potvrdil v tiskové zprávě profesor fyziky Peter Abbamonte, který výzkum vedl. „Od té doby, co byl termín„ excitonium “vytvořen v 60. letech minulého století Harvardským teoretickým fyzikem Bertem Halperinem, se fyzici snažili svou existenci prokázat. Teoretici diskutovali o tom, zda by to byl izolátor, dokonalý dirigent nebo superfluid – s přesvědčivými argumenty na všech stranách. Od sedmdesátých let mnoho experimentátorů publikovalo důkazy o existenci excitonia, ale jejich zjištění nebyla definitivním důkazem a mohla být stejně vysvětlena konvenčním strukturálním fázovým přechodem. “

Abbamonteho tým dokázal získat definitivní důkaz studiem krystalů dopovaných dichalkogenid titan diselenidem (1T-TiSe2), přechodným kovem. Ve svých experimentech dokázali poprvé pozorovat fázi měkkého plasmonu, která je předchůdcem kondenzace excitonů – to, co popsali jako "kouření zbraň důkaz" excitonia.

V podstatě je excitonium to, co dostanete, když se elektron stane tak vzrušeným (například když je foton absorbován polovodičem), že přeskočí do jiného energetického pásma. Po skoku přes to zanechá "otvor," nebo prázdné místo, odkud přišlo. Volání těchto nepřítomností "díry" je však trochu chybné, protože díry jsou stěží pasivní, prázdné prostory. Spíše se chovají podobně jako kladně nabité elektrony, přitahují elektrony, které unikly. Jsou to díry, které zoufale chybí tomu, co je jednou naplnilo.

Tato výsledná přitažlivost mezi uniklými elektrony a jejich děrami je tím, co vytváří exciton.

Je to trochu ohýbačka mysli, ale má skutečný světový význam. Za prvé, objev slibuje odemknout další kvantová mechanická tajemství (jako bychom potřebovali více kvantových tajemství!), Což nakonec objasní naše chápání toho, jak vesmír funguje. Ačkoli možné technologické aplikace excitonia jsou v tomto bodě čistě spekulativní, je to druh nálezu, který by mohl ukázat cestu ke svaté grale fyziky kondenzovaných látek: supravodič pokojové teploty.

Studie byla publikována v časopise Science.

CS.AskMeProject