Вчені розробили екзотичний матеріал, що складається з упорядкованих екситонів. Дослідження опубліковано в журналі Science.
Фізики повідомили про відкриття екзотичного стану матерії — бозонно-корелірованого ізолятора. Воно складається з екситонів, «стиснених» в високоупорядкований кристал. Відкриття допоможе досліджувати поведінку бозонів і відкриває можливість для створення нових матеріалів з незвичайними властивостями.
Екситон — це стан, в якому негативно заряджений електрон (ферміон) пов’язаний зі своєю позитивно зарядженою протилежністю — «диркою» (інших ферміоном), при цьому два напівцілих спина разом стають цілим числом, створюючи бозонну частинку.
Щоб створити і ідентифікувати екситони, дослідники використовували дві решітки (сітки з однорідних частинок) — з діселеніда вольфраму і дисульфіду вольфраму. Вони розташували їх так, щоб сформувати муаровий візерунок — комбінацію решіток, в якій крізь одну з них видно окремі ділянки іншої. Після цього дослідники направили на отриманий матеріал сильне світло.
Муаровий візерунок, що виникає при накладенні двох решіток. ілюстрація: Matt Perko, UC Santa Barbara
Комбінація частинок з кожної з решіток (електрони з дисульфіду вольфраму і дірки з діселеніда вольфраму) і світло створили сприятливе середовище для утворення екситонів і взаємодії між ними, дозволяючи дослідникам вивчати поведінку цих частинок.
Завдяки сильним взаємодіям колективна поведінка цих частинок при певній щільності переводило їх в кристалічний стан і створювало ізолюючий ефект через їх нерухомість. Як правило, сукупність бозонів при наднизьких температурах утворює конденсат, але в цій системі, вони організувалися в симетричний твердий ізолятор з нейтральним зарядом.
Субатомні частинки бувають одного з двох основних типів: ферміони і бозони. Ферміони (частинки з напівцілим спином), такі як електрони і кварки, лежать в основі навколишньої матерії, оскільки вони стабільні і взаємодіють за допомогою електростатичної сили. Тим часом бозони (частинки з цілим спином), такі як фотони, як правило, важче створювати і ними складніше маніпулювати, оскільки вони або швидкоплинні, або не взаємодіють один з одним.
Відкриття системи, в якій можна створювати стабільні матеріали, що складаються з бозонів, допоможе вивчати відомі бозонні частинки, такі як екситони. А також дозволить досліджувати і відкривати нові бозонні матеріали.
Джерело:cikavosti.com
