物理学突破:物质的新形式,激发,最终证明在50年搜索后存在

时间:2019-07-22  作者:万俟妮  来源:龙8国际 - 点此进入~  浏览:41次  评论:189条

经过50年的理论和挫败尝试,科学家终于证明了一种新的物质形式的存在。 从未发现的冷凝物被称为激子,这是20世纪60年代由哈佛大学理论物理学家Bert Halperin创造的名字,现在是76岁。负责这项发现的物理学家彼得阿巴蒙特最近在一次聚会上看到了他。 显然,Halperin很兴奋。

伊利诺伊大学厄本那 - 香槟分校的物理学教授艾巴蒙特告诉新闻周刊说:“它与你在科学领域的表现非常接近。” “你永远不能真正'证明'任何东西,但是,人们觉得它很有说服力。”

excitonium 物理学教授Peter Abbamonte(中)与研究生Anshul Kogar(右)和Mindy Rak(左)在Frederick Seitz材料研究实验室的实验室工作。 L. Brian Stauffer,伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校

Excitonium是一种凝聚物,这意味着研究人员发现它是一种固体。 Excitonium由称为激子的粒子组成,就像固体铝由铝粒子组成一样。 然而,激子粒子本身并不是通过非常直观的过程创建的。

让我们从比较常见的东西开始,比如氢气。 氢粒子由电子和质子组成。 然后,激子粒子由一个逃逸的电子和它留下的负空间组成。 这个洞实际上像一个粒子,吸引逃逸的电子并与之结合; 它们以与电子和质子相同的方式彼此绕轨道运行。

以前的科学家强烈怀疑存在激子,但他们从来没有足够好的证明它的方法。 Abbamonte和他的同事所做的是发明了一种电子散射技术来检测激子粒子的最终结果,即激子。 他们从真空中的清洁表面开始 - 没有空气或其他任何东西 - 然后从表面散射电子以产生波浪,就像撞击蹦床的中间一样。

波传播的特殊方式使他们能够检测到最终形式的那些逃逸电子,即激子。 这与发现的方式没有什么不同。 他们称技术为动量分辨电子能量损失谱或M-EELS。 解释这一发现的论文 。

excitonium1 艺术家描绘了一种激动的固体的集体激发。 这些激发可以被认为是在另外有序的固体激子背景(蓝色)中传播的畴壁(黄色)。 Peter Abbamonte,I。物理系和Frederick Seitz材料研究实验室

Abbamonte和他的同事大约七年前开始研究他们的散射技术,但他们并没有设计它来检测激子。 他们最初想研究高温超导体。 在2015年初,通过Abbamonte所说的“完全意外发现”,他们意识到他们的工作有可能证明存在一种全新的问题。

Excitonium是一个未知的领域,科学家还不知道它的属性是什么。 Abbamonte说,有些人认为它将是绝缘体,意味着它不能携带任何能量或动力。 其他人认为它将是一种超流体,意味着它可以携带能量和动力而不会消散 - 所以,恰恰相反。

如果它确实是一种超流体,它可以用来传导电能和能量。 根据Abbamonte的说法,下一步是弄清楚精确的是什么,但现在推测它的应用还为时过早。

“最重要的是它存在,”阿巴蒙特说。 “这是应该存在的那些事情之一,你知道吗? 事实并非如此。“