Vedci prišli s prevratným fyzikálnym objavom. Objavili novú formu hmoty, ktorá doteraz existovala len v teoretickej rovine

Illinois 16. december 2017 (HSP/ZME Science/Foto:Twitter)

Výskumníci z University of Illinois objavili novú formu hmoty, ktorá ostávala len v teoretickej rovine po dobu viac ako 50 rokov. Hmota pozostáva z bozónu, kompozitného materiálu, ktorý jej umožňuje pôsobiť ako superfluid, supravodič a izolovaný elektroizolačný kryštál
Excitónium

Zákony fyziky sa začnú meniť spolu s veľkosťou skúmaných častíc. Forma hmoty nazývaná Bose-Einsteinov kondenzát (BEC) mierne prekleni medzeru medzi kvantovou a makroskopickou fyzikou. BEC sú v zásade hmoty, v ktorých sa zhromažďujú extrémne studené atómy a správajú sa ako jedna entita nazývaná bozón.
Excitónium je typ kondenzátu vytvoreného z excitónov – typu kvázičastíc vytvorených v kvantovom mechanickom párovaní z uniknutého elektrónu a otvoru, ktorý zanechal. Všetko začína polovodičom, materiálom s elektrickými vlastnosťami niekde v strede medzi materiálmi vodiča a izolátora. V podstate, keď je elektrón na okraji valenčného pásma polovodiča „vzrušený“, prechádza na vodivú stranu, ktorá je prázdna. Keďže všetky elektróny majú záporný náboj, zanecháva to “dieru” vo valenčnom pásme, ktorá pôsobí ako kladne nabitá entita. Záporný elektrón a pozitívna diera sa navzájom priťahujú a vytvárajú tak bozón, ktorý sa nazýva excitón. Skutočnosť, že diera pôsobí ako samotná častica, môže byť pripisovaná okolitému zhluku elektrónov.

Excitónium bolo prvýkrát spomenuté pred polstoročím a bolo vášnivo diskutované časticovými fyzikmi. Teraz sa však výskumníkom podarilo dokázať jeho existenciu a vytvoriť ho.
“Odvtedy, čo termín excitónium vytvoril v roku 1960 teoretický fyzik Harvard Bert Halperin, sa fyzici snažili preukázať jeho existenciu,” hovorí Peter Abbamonte, vedúci výskumník štúdie. “Teoretici diskutovali o tom, či by to bol izolátor, dokonalý dirigent alebo superfluid – s niektorými presvedčivými argumentmi na všetkých stranách. Od sedemdesiatych rokov minulého storočia mnohí experti zverejnili dôkazy o existencii excitónia, ale ich zistenia nie sú definitívnym dôkazom a mohli by byť rovnako vysvetlené konvenčným prechodom v štrukturálnej fáze.”
Zistenie by mohlo mať zásadné dôsledky. Excitónium vykazuje makroskopické vlastnosti supravodiča, superfluidu a elektroizolačného kryštálu. Tieto vlastnosti robia zistenie významné nielen z vedeckého hľadiska, ale aj z praktického hľadiska. Ešte nie je jasné, aké by mohli byť aplikácie excitónia, ale má určité závideniahodné vlastnosti. Štúdia je tiež dôkazom toho, ako pokročili výskumné technológie – pred niekoľkými rokmi sme jednoducho nemali potrebné nástroje na vytvorenie takýchto materiálov.
“Tento výsledok je kozmického významu,” uzavrel Abbamonte. Výskum bol publikovaný v časopise Science.

ZDROJ >>

Komentujte :)