Доказано существование новой формы материи

Доказано существование новой формы материи

Международная группа исследователей доказала существование новой формы материи — экситония. Он является конденсатом экситонов — связанных друг с другом электронов и «дырок». Впервые это состояние вещества было предсказано почти 50 лет назад. Статья ученых опубликована в журнале Science. Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте Phys.org.

Экситон образуется, когда один из электронов в валентной зоне полупроводника возбуждается и перескакивает в зону проводимости, оставляя за собой «дырку». Эта «дырка» может рассматриваться как частица с положительным зарядом, связанная с электроном, ушедшим в зону проводимости.

Экситон является бозоном, то есть в одном квантовом состоянии может находиться неограниченное число таких частиц (в отличие от одиночных электронов). При сверхнизких температурах такие бозоны, как атомы гелия-4, собираются в одном состоянии с наименьшей энергией, формируя конденсат Бозе-Эйнштейна. В такой системе квантовые эффекты начинают проявляться на макроскопическом уровне, что приводит, например, к появлению сверхтекучести.

Проявления экситония (конденсата экситонов) неотличимы от фазы Пайерлса — деформации кристаллов, происходящей из-за взаимодействия электронов и фононов (квантов колебательного движения атомов кристалла).

Ученые доказали существование экситония с помощью модифицированной спектроскопии характеристических потерь энергии электронами (EELS). Образцы подвергаются облучению электронами с узким диапазоном энергий, после этого изучаются потери энергии последних. С помощью этого подхода удалось измерить коллективные возбуждения спаренных электронов и дырок. Когда кристаллы диселенида титана охлаждались до температуры 190 кельвинов (минус 83 градуса Цельсия), в них наблюдалась мягкая плазмонная фаза, являющаяся предшественницей экситония.

Lenta.ru

Похожие новости:
Ученые предсказали существование самой легкой формы льда
Ученые из Университета Небраски-Линкольна предсказали существование семнадцатой формы льда с рекордно низкой плотностью. Результаты работы были опубликованы в журнале Science Advances.Новая форма льда, согласно исследованиям ученых, при обычных условиях представляет собой клатрат s-III — кристаллическое ..
2016-02-14 1552 0 Научные открытия
4
Ученые получили трехмерную модель конуса из графена.
  В 2004 году впервые был получен такой материал как графен, представляющий собой двумерную аллотропную модификацию углерода, образованную слоем атомов углерода толщиной в один атом. В 2010 году двое физиков: А.К. Гейм и К.С. Новоселов, получили ..
2015-07-12 6229 0 Научные открытия
0
Ученые победили самую смертельную форму рака мозга
Онкологи из сингапурского Агентства по науке, технологиям и исследованиям (A*STAR) сумели идентифицировать биомаркер мультиформной глиобластомы — самой смертельной формы опухолей головного мозга.Как пишут исследователи в журнале Cell Reports, использование этого маркера в качестве мишени позволяет ..
2012-09-8 2685 0 Научные открытия
0
Адронный коллайдер подтвердил теорию суперсимметрии
Ученые-физики из Европейской организации ядерных исследований CERN, работающие с Большим адронным коллайдером (БАК), зарегистрировали и экспериментально подтвердили существование одного из самых редких видов распада частиц в природе. Существование такого вида распада наносит сокрушительный удар по теории ..
2012-11-16 3505 4 Научные открытия
0
«Зоопарк» квазичастиц пополнился квантовыми каплями
Германо-американская группа физиков обнаружила феномен, который можно описать с помощью нового типа квазичастиц, так называемых квантовых капель или дроплетонов (dropleton). Исследование опубликовано в Nature, кратко о его значении пишет Wired. Квантовые капли обнаружились в экспериментах физиков неожиданно — существование ..
2014-02-28 1856 0 Научные открытия
0
Физики заподозрили существование новой формы твердого вещества
Французско-американская группа физиков обнаружила, что поведение охлажденного сплава алюминия, железа и кремния одновременно напоминает поведение кристаллов и стекол, но не является ни тем ни другим, ни даже квазикристаллом. Новую высокоупорядоченную форму вещества ученые назвали q-стеклом, ее описание опубликовано в журнале Physical ..
2013-08-10 1999 0 Научные открытия
0
Нобелевскую премию по физике дали за бозон Хиггса
Нобелевская премия в области физики присуждена профессорами Питеру Хиггсу и Франсуа Энглеру. Как объявили во вторник в Нобелевском комитете в Стокгольме, премия присуждена за "обнаружение механизма, который помогает нам понимать происхождение массы субатомарных частиц, существование которого было доказано ..
2013-10-9 1798 0 Научные открытия
0
В ранних галактиках обнаружили нехватку темной материи
Международная группа астрономов обнаружила шесть древних галактик с чрезвычайно малой долей темной материи в них. Эти объекты находятся так далеко, что телескопы видят их такими, какими они были спустя всего три-четыре миллиарда лет после Большого Взрыва. На необычное свойство ..
2017-03-18 8526 0 Научные открытия
0
Специалисты CERN рассказали об открытии бозона Хиггса
На семинаре, состоявшемся сегодня в Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN), физики экспериментов ATLAS и CMS представили свои последние результаты. Учёные подтвердили существование долгожданной "частицы Бога" – бозона Хиггса. Оба эксперимента поймали новую частицу в области масс ..
2012-07-4 1616 0 Научные открытия
0
Ученые создадут давление, как в центре Земли
Алмазные кристаллы, имеющие специальную форму и сложную поверхность, будут использованы при создании научной установки, с помощью которой ученые могут воспроизвести постоянное давление, превышающее давление в центре Земли. Новая технология изготовления и обработки алмазных кристаллов, своего ..
2012-11-2 1781 1 Научные открытия
0
Физики из Тэватрона отвергли экзотические свойства бозона Хиггса
Физики из Тэватрона (коллайдера в Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми — Фермилаба) продолжают сообщать о полученных ими ограничениях на свойства бозона Хиггса. Об этом рассказывает Science News. На этот раз физики из коллабораций CDF и D0 сообщили о том, что им удалось проанализировать результаты своих экспериментов ..
2015-04-09 4031 0 Научные открытия
0
Монстры проспали подо льдом 14 млн лет
Мир стоит на пороге грандиозного открытия: в ближайшее время на нашей планете могут быть обнаружены новые формы жизни. 5 февраля в Антарктиде, в районе российской полярной станции «Восток», произошло событие, которого ждали не одно десятилетие.Источник: newstube.ru ..
2012-02-17 2143 0 Научные открытия
0
БАК поможет найти ученым новую форму материи
Большой адронный коллайдер (БАК, Large Hadron Collider - LHC) уже сыграл важную роль в открытии так называемой Божественной частицы, и теперь самый большой в мире коллайдер частиц, возможно, поможет ученым обнаружить новую форму материи, известную как тетракварк. Согласно ..
2014-04-14 2122 0 Научные открытия
0
Воздействие наночастиц на испарение озадачило физиков
Китайские ученые обнаружили, что добавление к силоксановому маслу наночастиц оксида титана резко усиливает скорость его испарения. Препринт работы выложен в архиве Корнельского университета, а ее краткое содержание приводит блог Technology Review.Необычное влияние наночастиц на испарение масла ученые ..
2012-10-30 1597 0 Научные открытия
0
В БАКе сообщили об открытии двух новых барионов
Коллаборация LHCb сообщила об открытии в ходе экспериментов на Большом адронном коллайдере (БАК) двух новых барионов. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте ЦЕРНа. Существование частицы Xi_b'- ..
2014-11-19 1700 0 Научные открытия
-1