В области физики элементарных частиц субатомные частицы можно разделить на две группы: фермионы и бозоны. Эти частицы отличаются своими спинами и характеристиками взаимодействия. Фермионы, такие как кварки и электроны, служат строительными блоками материи, образуя атомы. Они имеют полуцелый спин.
Смотрите также Физики разделили мельчайшую частицу звука, фонон, на две части
Кроме того, бозоны действуют как переносчики взаимодействия, и их часто называют клеем, связывающим фундаментальные силы природы. Фотоны, например, являются хорошо известным примером бозонов. В отличие от фермионов бозоны имеют целочисленные спины и могут одновременно находиться в одной точке пространства.
Как удалось создать новое состояние вещества
Следует отметить, что в определенных сценариях два фермиона могут объединяться, образуя бозон. Когда отрицательно заряженный электрон соединяется с положительно заряженной "дырой" (квазичастицей), они создают экситон, являющийся бозонной квазичастицей.
Используя это явление, американские ученые решили исследовать поведение экситонов, наложив решетку вольфрама дисульфида на аналогичную решетку диселенида вольфрама, в результате чего образовался узор, известный как муар. Облучая обе решетки мощным пучком света, ученые смогли индуцировать активные столкновения между экситонами, что в конечном счете привело к появлению нового кристалловидного вещества с нейтральным зарядом – бозонного коррелированного изолятора.
Это достижение особенно важно, поскольку оно знаменует собой первый случай создания этого нового состояния материи с помощью системы, состоящей из "реальной" материи, а не синтетической конструкции. Открытие дает ценное понимание поведения бозонов, открывая новые пути разработки инновационных бозонных материалов.
Читайте на сайте В Швейцарии установят солнечные панели прямо в железнодорожные пути
Почему это важно
Последствия этого прорыва выходят за рамки фундаментальных исследований. Обнаруженная способность собирать субатомные квазичастицы в надплотные кристаллы может иметь далеко идущие последствия в различных отраслях, в частности в материаловедении и квантовой физике. Эти достижения могут потенциально революционизировать дизайн и разработку новых материалов с уникальными свойствами и применениями.
Поскольку ученые продолжают исследовать и понимать характеристики и поведение этого нового состояния материи, научное сообщество с нетерпением ожидает дальнейших прорывов и потенциала для трансформационных применений в скором будущем.