В университете Иллинойса ученые получили первое практическое доказательство существования экситония. Это устойчивое состояние бозонов, которые при определенных условиях образуют принципиально новую форму материи. Ее существование и сам термин «экситон» вывел Берт Гальперин в 60-е годы прошлого века, однако до сих пор все это относилось к области теоретической физики.
Мир на квантовом уровне очень необычен. Если электрон на краю валентной зоны возбуждается, он может переместиться в соседнюю, пустую зону, оставив вместо себя «дыру» в валентной области. Она становится квазичастицей, чей заряд положителен, а у электрона он отрицателен – данная пара притягивается и получается бозон. Точнее, вот этот конкретный бозон называется «экситоном», а их массив средой «экситонием».
Физики Аншул Когар и Минди Рэк использовали технологию спектроскопии потерь энергии в импульсном режиме. Они исследовали кристаллы псевдометалла дихалкогенида диселенида титана 1T-TiSe2, которые охладили до 190 градусов Кельвина (-83 °C). По мере приближения к этой температуре металл вошел в редчайшее состояние мягкого плазмона – фаза, которая предшествует появлению экситония.
И хотя сама заветная новая форма вещества еще не была получена, данные измерений убедительно доказывают – это возможно. Осталось буквально несколько шагов. Из области теоретической физики ученые перешли к практической. И хотя они не могут предсказать, какую пользу можно извлечь из экситония на данном этапе, сама работа с ним станет толчком к развитию квантовой физики.
Команда ученых из Университета Иллинойса, которой принадлежит открытие экситония: Минди Рэк, Питер Аббамон и Аншул Когар
