Після 50 років досліджень науковцям вдавалося експериментально підтвердити існування нового виду матерії – екситонію. Про це йдеться у матеріалі наукового видання Science, передає Еспресо.

У рамках експерименту в Іллінойському університеті міжнародна група вчених виявила конденсат із квазічасточок: (екситонів), що являють собою зв’язаний стан електрона і "дірки" з позитивним зарядом.

Конденсат, за висновками вчених, і є екситонієм, новою формою матерії. Квазічасточки-екситони нагадують бозони: вони не пов’язані з електричним зарядом і можуть перебувати в одному квантовому стані.

Подібний квантовомеханічний синтез можливий завдяки тому, що в напівпровідниках електрони на грані одного енергетичного рівня атома здатні при порушенні переходити на інший енергетичний рівень, залишаючи після себе дірку.

Можна уявити цю квазичастку отвором, який діє як позитивно заряджена частка, що прагне притягнути електрон, який вислизнув від неї, і має негативний заряд.



Щоб підтвердити існування екситонію, наукові суперечки про який точаться уже півстоліття, вчені використали кристали, вкриті диселенидом титану і найсучасніші високочутливі прилади, які допомогли виміряти колективні збудження енергетичних часточок-бозонів у парі екситон-проміжок, незалежно від їхнього імпульсу. Кристали охолоджувались до -83 °C.



Вченим вдалося 5 разів підтвердити результат дослідження, що дає змогу говорити про існування екситонію цілком впевнено.

Чому це важливо

Матеріал має багато незвичайних властивостей: це ідеальний провідник та ізоляційний матеріал. До того ж, екситоній має властивості надрідини.

Про прикладне застосування екситонію поки що говорити рано, однак дослідники переконані, що екситоній відкриває нові шляхи до розвитку квантових технологій.