по популярности / по алфавиту

эксперт
Сергей Муравьев:

Сергей Муравьев: Во что верят физики?

«Путешествие в прошлое науки необходимо, чтобы понять, из чего на самом деле состоит известная нам физика»

подробнее

Проект ИТЭР

Лазерная физика будущего

Безопасность АЭС: Чем заменить цирконий?

"МАГИЧЕСКИЕ ПУЛИ" ДЛЯ ТЕРАПИИ РАКА

Что такое солитон? / Как разгадать цунами

Студенческое путешествие в Арктику / Экспедиция Картеш

Ученые доказали существование экситониума – новой формы материи

Ученые доказали существование экситониума – новой формы материи

Автор:

Фото: physics.illinois.edu

Дата : 14.12.2017 8:49

На протяжении полувека существование конденсата из квазичастиц признавалось лишь теоретически

Более полувека назад ученые теоретизировали возможность существования экситониума. Наконец, этот факт доказан экспериментально. Об открытии новой формы материи заявила команда исследователей Университета штата Иллинойс совместно с коллегами из Калифорнийского университета в Беркли и Амстердамского университета. Результаты научных изысканий изложены в журнале Science.

Экситон — квазичастица, которая представляет собой электронное возбуждение в диэлектрике, полупроводнике или металле, мигрирующее по кристаллу. В сущности, это связанное состояние электрона и «дырки». Как и у других частиц и квазичастиц, у экситона имеется базовое квантовое состояние. Находящиеся в этом состоянии экситоны могут скапливаться и формировать экситониум — необычную форму материи, которая до последнего времени была чисто теоретическим понятием.

Для доказательства существования экситонов группа ученых изучала кристаллы, легированные диселенидом титана 1T-TiSe2. Свои наблюдения они проводили посредством метода M-EELS, позволяющим измерить уровень коллективного возбуждения экситонов. Температура охлаждения материала до -83 градуса Цельсия приближалась к точке, когда он переходил в «мягкую плазмонную фазу», которая является предшественником экситонной конденсации. Непосредственно перед прохождением этой фазы физики зафиксировали скопление экситонов. Именно это и стало свидетельством существования экситониума. Для того, чтобы упрочить результат эксперимента, ученые воспроизвели его пять раз.

«Этот результат имеет невероятное значение,заявил профессор физики Питер Аббемонте. «С тех пор, как термин «экситоний» был введен в 1960-х годах физиком Бертраном Халперином, ученые пытались доказать его существование. Теоретики обсуждали, будет ли это изолятор, сверхпроводник или материя, обладающая свойствами сверхтекучей жидкости. С 1970-х годов многие публиковали доказательства существования экситония, но их эксперименты не обладали существенной доказательной базой и могли быть объяснены обычным структурным фазовым переходом».

Теперь, когда доказано, что экситоний существует, его свойства могут быть дополнительно исследованы и применены. Говорить о его внедрении в практику пока преждевременно. Но поскольку анализ квантовых явлений — это то, что направляет и формирует понимание квантовой механики, результаты исследования могут помочь в дальнейшей демистификации существующих научных «головоломок».

Понравилась заметка? Поделитесь —

Комментарии (0)

Добавить комментарий

Войти с помощью: