Universitatea din Illinois a descoperit o nouă formă de materie - excitonii

La Universitatea din Illinois, oamenii de știință au primit prima dovadă practică a existenței excitonii. Aceasta este o stare stabilă de bosoni, care în anumite condiții formează o formă fundamental nouă de materie. Existența sa și termenul „exciton” în sine au fost deduse de Bert Halperin în anii 60 ai secolului trecut, dar până acum toate acestea au aparținut domeniului fizicii teoretice.

Lumea la nivel cuantic este foarte neobișnuită. Dacă un electron este excitat la marginea benzii de valență, se poate deplasa la o bandă adiacentă, goală, lăsând o „gaură” în regiunea de valență în locul său. Devine o cvasiparticulă, a cărei sarcină este pozitivă, dar pentru un electron este negativă - această pereche este atrasă și se obține un boson. Mai exact, acest boson particular este numit „exciton”, iar matricea lor este numită „excitony” de către mediu.

Fizicienii Anshul Kogar și Mindy Rack au folosit tehnologia de spectroscopie cu pierdere de energie pulsată. Au investigat cristale pseudo-metalice de dicalcogenură de titan diselenid 1T-TiSe2, care au fost răcite la 190 grade Kelvin (-83 ° C). Odată cu apropierea acestei temperaturi, metalul a intrat în cea mai rară stare a unui plasmon moale - faza care precede apariția excitoniului.

Și, deși noua râvnită formă a materiei în sine nu a fost încă obținută, datele măsurătorilor demonstrează convingător că acest lucru este posibil. Au rămas literalmente câțiva pași. Din domeniul fizicii teoretice, oamenii de știință au trecut la practic. Și, deși nu pot prezice cât de mult beneficiu poate fi obținut din exciton în acest stadiu, chiar lucrul cu acesta va fi impulsul dezvoltării fizicii cuantice.

Echipa de oameni de știință de la Universitatea din Illinois, care este responsabilă pentru descoperirea excitoniei: Mindy Rack, Peter Abbamon și Anshul Kogar