物理学家意外发现可能改变现代科技的物质新状态

物质的经典状态（固体、液体、气体、等离子体）占据主导地位的时代已经一去不复返了。许多新的， 包括玻色-爱因斯坦凝聚态和中子简并物质，通常是在极端条件下观察到的。然而，波士顿东北大学的一组研究人员可能意外发现了室温下最新的物质。这种材料提供了一种操纵电荷的新方法，为现代技术的未来带来了新的可能性。

“我很想说这几乎就像是物质的一个新阶段，因为它只是纯电子，”东北大学物理学副教授、描述新物质的论文合著者斯瓦斯蒂克·卡尔 (Swastik Kar) 在一篇陈述“它可能会改变我们检测和传递信号的方式。它可能会改变我们感知事物和存储信息的方式，以及我们可能还没有想到的可能性。”

当发现这一现象时，卡尔和他的同事正在研究厚度只有几个原子的超薄二维材料层。在这种情况下，他们将一层硒化铋堆叠在一层过渡金属二硫属化物之上。材料中的电子并没有像预期的那样相互排斥，而是在两层之间形成了一种静止的电子晶格状图案。

Kar 表示：“在某些角度，这些材料似乎形成了一种共享电子的方式，最终形成了这种几何周期性的第三晶格。”他的团队的研究结果发表在纳米级。“两层之间有完美可重复的纯电子团簇阵列。”

即使通过以下方式验证了这一发现电子显微镜但卡尔仍然确信这是一个错误，因为之前只在极低的温度下观察到过类似的现象，从未在室温下观察到过这种发现。

“你有没有走进一片草地，看到一棵挂满芒果的苹果树？”卡尔问道。“我们当然认为有什么不对劲。这不可能。”

反复的测试和实验都得到了相同的结果，这促使其他研究人员采取行动，试图了解这种带电点的格子状图案在理论上是如何实现的。他们发现，二维层的排列，加上量子力学因素，产生了空穴，进而使得电荷池的产生成为可能。

东北大学杰出物理学教授阿伦·班西尔 (Arun Bansil) 在一篇论文中解释道：“它们在潜在景观中形成了一些区域，如果你愿意的话，这些区域就像是某种沟渠，足以迫使这些电子形成这些电荷水坑。”陈述“电子形成水坑的唯一原因是那里有一个潜在的空穴。”

尽管对这一现象的理解还处于早期阶段，研究人员对它可能对电子、传感和检测系统以及信息处理的未来产生的影响感到兴奋。

“目前最令人兴奋的是，我们有可能展示出人们以前从未想到过可以在室温下存在的东西，”卡尔说。“而现在，我们如何利用它，天空才是极限。”