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物理學家剛剛發現了一種近50年前被假設的新形式的物質

[2018-01-25 20:30:08] 來源: 編輯: 點擊量:
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導讀:   如果你認為識别所有的物質狀态是“舊科學”,你可能想再想一想。伊利諾伊大學厄巴納 - 香槟分校的一個研究小組最

   如果你認為識别所有的物質狀态是“舊科學”,你可能想再想一想。伊利諾伊大學厄巴納 - 香槟分校的一個研究小組最近證明,事情繼續讓我們吃驚。他們已經證明了一種全新的稱為excitonium的物質的存在,這個發現使得近50年前首次提出的理論合法化。

  Excitonium是由已知的粒子組成的适當的激子,它們本身是由逸出的電子和逃逸後留下的孔組成的。這種不尋常的冷凝物表現出宏觀的量子現象,并且有能力使物質作為超流體,超導體,甚至作為絕緣的電子晶體。

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  領導這項研究的物理學教授彼得·阿巴蒙特(Peter Abbamonte)在一篇新聞稿中肯定地說:“這個結果具有宇宙意義。“自從二十世紀六十年代哈佛大學理論物理學家哈特林(Bert Halperin)創造'excitonium'這個術語以來,物理學家們試圖證明它的存在。理論家們辯論這是一個絕緣體,一個完美的導體,還是一個超流體 - 各方面都有一些令人信服的論點。自二十世紀七十年代以來,許多實驗家已經發表了證據表明存在興奮劑,但是他們的發現并不是确定性的證據,同樣可以通過傳統的結構相變來解釋。

  Abbamonte的研究小組通過研究摻雜有二硫族化合物二硒化钛(1T-TiSe2)(一種過渡金屬)的晶體,從而得到了确切的證據。在他們的實驗中,他們能夠觀察到第一次是激子凝聚前體的軟等離子體激元相 - 他們稱之為“吸煙證明”的激子。

  基本上,當電子變得如此興奮時(例如當一個光子被一個半導體吸收時),它就會跳到另一個能帶上。在跳過之後,會留下一個“空洞”,或者是空洞的空間。把這些缺口稱為“漏洞”是有點不恰當的,因為這些漏洞幾乎不是被動的空白空間。相反,它們最終的作用就像帶正電荷的電子一樣,吸引着逃逸的電子。他們是絕望地想念曾經填滿他們的洞。

  逃逸的電子和它們的空穴之間的這種合成吸引力是形成激子的。

  這一切都是一個彎曲的思想,但它确實具有現實世界的意義。首先,這一發現有望進一步解開量子力學的奧秘(就像我們需要更多的量子奧秘!),這将最終啟發我們對宇宙如何運作的理解。雖然在這一點上,可能的技術應用的興奮劑是純粹的推測,但這是一種可以指向凝聚态物理的聖杯的方式:室溫超導體。

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