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物理学家刚刚发现了一种近50年前被假设的新形式的物质

[2018-01-25 20:30:08] 来源: 编辑: 点击量:
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导读:   如果你认为识别所有的物质状态是“旧科学”,你可能想再想一想。伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校的一个研究小组最

   如果你认为识别所有的物质状态是“旧科学”,你可能想再想一想。伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校的一个研究小组最近证明,事情继续让我们吃惊。他们已经证明了一种全新的称为excitonium的物质的存在,这个发现使得近50年前首次提出的理论合法化。

  Excitonium是由已知的粒子组成的适当的激子,它们本身是由逸出的电子和逃逸后留下的孔组成的。这种不寻常的冷凝物表现出宏观的量子现象,并且有能力使物质作为超流体,超导体,甚至作为绝缘的电子晶体。

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  领导这项研究的物理学教授彼得·阿巴蒙特(Peter Abbamonte)在一篇新闻稿中肯定地说:“这个结果具有宇宙意义。“自从二十世纪六十年代哈佛大学理论物理学家哈特林(Bert Halperin)创造'excitonium'这个术语以来,物理学家们试图证明它的存在。理论家们辩论这是一个绝缘体,一个完美的导体,还是一个超流体 - 各方面都有一些令人信服的论点。自二十世纪七十年代以来,许多实验家已经发表了证据表明存在兴奋剂,但是他们的发现并不是确定性的证据,同样可以通过传统的结构相变来解释。

  Abbamonte的研究小组通过研究掺杂有二硫族化合物二硒化钛(1T-TiSe2)(一种过渡金属)的晶体,从而得到了确切的证据。在他们的实验中,他们能够观察到第一次是激子凝聚前体的软等离子体激元相 - 他们称之为“吸烟证明”的激子。

  基本上,当电子变得如此兴奋时(例如当一个光子被一个半导体吸收时),它就会跳到另一个能带上。在跳过之后,会留下一个“空洞”,或者是空洞的空间。把这些缺口称为“漏洞”是有点不恰当的,因为这些漏洞几乎不是被动的空白空间。相反,它们最终的作用就像带正电荷的电子一样,吸引着逃逸的电子。他们是绝望地想念曾经填满他们的洞。

  逃逸的电子和它们的空穴之间的这种合成吸引力是形成激子的。

  这一切都是一个弯曲的思想,但它确实具有现实世界的意义。首先,这一发现有望进一步解开量子力学的奥秘(就像我们需要更多的量子奥秘!),这将最终启发我们对宇宙如何运作的理解。虽然在这一点上,可能的技术应用的兴奋剂是纯粹的推测,但这是一种可以指向凝聚态物理的圣杯的方式:室温超导体。

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