Ученые открыли абсолютно новый вид материи – экситоний

На протяжении нескольких десятилетий в научных кругах не утихали жаркие споры на предмет существования теоретически предсказанной в прошлом веке формы материи – «экситоний». Эта составная частица является своего рода бозоном, образование которого происходит за счет соединения «дырки» и электрона. Напомним коротко, что «дырка» — это, собственно, место, в котором не хватает электрона. И хотя оно не является частицей, но во многом ведет себя, как частица и имеет положительный заряд. А образование сего происходит за счет перевозбуждения электрона, который прыгает со своего энергетического уровня на другой энергетический уровень, оставляя на своем месте эту самую «дырку».

Поскольку «дырка» имеет положительный заряд, она притягивает электрон, который имеет отрицательный заряд, и на месте этого образуется составная частица, уже известная нам как «экситон». А конденсат, состоящий из множества «экситонов», это и есть новый вид материи — экситоний, обладающий сверхпроводимостью и сверхтекучестью.

Долгое время ученые не могли различить экситоний от так называемой фазы Пайерлса, имеющей такую же структуру. Но команда профессора физики Питера Аббамонта (Peter Abbamonte) вместе с коллегами из Университета штата Иллинойс, Беркли и Амстердамского университета провели модернизацию существующего оборудования. А именно: спектрометр EEL (потери энергии электрона) с угломером, чтобы точно измерить импульс электрона.

Используя этот спектрометр, ученым удалось измерить в первый раз коллективное возбуждение низкоэнергетических бозонных частиц. Для доказательства существования экситонов эта группа изучала кристаллы, легированные дихлоргидратом дихалкогенида титана (1T-TiSe2). Им удалось воспроизвести свои результаты пять раз.

По словам Аббамонта, полученный результат имеет «космическое значение». Это и в самом деле революционное открытие, которое даст толчок для множества новых открытий и прорывов в науке. Вспомните, что дало открытие полупроводников и сверхпроводимости. Простейшее — это компьютеры, без которых мы сейчас уже не можем представить себе жизнь. Мы будем и дальше следить за открытиями ученых, чтобы держать вас в курсе всех событий.