科学家发现一种由亚原子粒子制成的奇怪材料
莫尔条纹。 (菲丹/盖蒂图片社)
科学家们一直在寻找下一种奇怪而奇妙的材料,他们刚刚找到了它:玻色子相关绝缘体,并为其提供了技术名称,它既是一种新材料,实际上也是一种全新的材料。
它是由一层形成的晶格二硒化钨和一层二硫化钨放置在彼此之上但未完全对齐。
这种轻微的错位会产生所谓的云纹图案,这里揭示了一些有趣的属性。
要了解该材料的特别之处,您需要了解什么和是。 在量子层面,粒子分为两种主要类型:可以共享相同量子态的玻色子(如光子的力载流子)和不能共享相同量子态的费米子(如电子的物质粒子)。 通常,费米子更容易使用。
“传统上,人们花费了大部分精力来理解当你把许多费米子放在一起时会发生什么,”说来自加州大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)的凝聚态物理学家金晨浩。
“我们工作的主旨是我们基本上用相互作用的玻色子制造了一种新材料。”
费米子还具有半整数量子自旋(例如,1/2、3/2、5/2),与玻色子的全整数(任何整数)自旋不同,这就是它变得更有趣的地方。
两个费米子? 带负电的电子和带正电的相反“空穴”,电子可能在哪里? 也可以结合形成具有完整整数自旋的激子,然后它也能够充当粒子。
研究人员使用一种称为泵浦探针光谱学的光技术,创建并探测了系统中激子的行为? 来自二硫化钨的电子和来自二硒化钨的“空穴”。
科学家观察到,在强相互作用的驱动下,激子达到一定的密度,并且变得无法移动。 这种固定性导致了一种充当绝缘体的晶体状态,一种特定的材料,以及一种以前从未见过的状态。
“这里发生的事情是我们发现了推动玻色子进入高度有序状态的相关性,”说来自 UCSB 的物理学家 Richen Xiong
该团队认为他们的方法可能会进一步发现更多的玻色子材料,并为所有科学家提供一种在真实场景中而不是在合成系统中研究玻色子的改进方法。
如果一种新发现的材料不能立即得到实际应用,您可能会认为它不那么重要? 但这些奇异的新创造可以帮助科学家了解我们周围的宇宙是如何组合在一起的。
虽然激子在过去已经得到了很好的研究,但这里值得注意的是它们之间的强烈反应以及由此产生的特性? 由莫尔图案晶格和泵浦探针光谱创建。
“我们知道有些材料具有非常奇怪的特性,”说熊。 “凝聚态物理学的目标之一是理解为什么它们具有这些丰富的特性,并找到使这些行为更加可靠的方法。”
该研究发表于科学。