參考消息網(wǎng)6月26日?qǐng)?bào)道據(jù)美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站6月22日?qǐng)?bào)道，科學(xué)家將強(qiáng)烈的光束穿透兩種化合物，發(fā)現(xiàn)了一種由所謂“激子”的粒子組成的獨(dú)特物質(zhì)新形態(tài)。

物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種奇異的物質(zhì)新?tīng)顟B(tài)，以高度有序的亞原子粒子晶體的形式出現(xiàn)。研究人員在5月11日出版的美國(guó)《科學(xué)》雜志上發(fā)表報(bào)告，詳細(xì)介紹了他們的研究成果。他們說(shuō)，這種被稱(chēng)為“玻色子相關(guān)絕緣體”的物質(zhì)新形態(tài)可能導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)許多由凝聚態(tài)物質(zhì)制成的奇特材料。

亞原子粒子可以分為費(fèi)米子和玻色子兩類(lèi)。兩者的主要區(qū)別在于它們的旋轉(zhuǎn)方式以及它們之間相互作用的方式不同。

【資料圖】

電子和質(zhì)子等費(fèi)米子通常被認(rèn)為是物質(zhì)的構(gòu)成要素，因?yàn)樗鼈儤?gòu)成了原子，而且具有半整數(shù)自旋的特點(diǎn)。兩個(gè)完全相同的費(fèi)米子不可能同時(shí)占據(jù)同一個(gè)空間。

另一方面，玻色子攜帶力量（如光子，即微小光包）并被認(rèn)為是宇宙的黏合劑，將大自然的基本力量黏合在一起。這些粒子有整數(shù)自旋，而且多個(gè)玻色子可以同時(shí)處在同一個(gè)位置。

研究報(bào)告的第一作者、美國(guó)加利福尼亞大學(xué)圣巴巴拉分校的凝聚態(tài)物理學(xué)家金晨浩（音）在一份聲明中說(shuō)：“玻色子可以占據(jù)相同的能量等級(jí)，費(fèi)米子不喜歡待在一起。這些行為共同構(gòu)建了我們所知道的宇宙。”

但有一種情況，兩個(gè)費(fèi)米子可以變成一個(gè)玻色子：如果一個(gè)帶負(fù)電荷的電子被另一個(gè)費(fèi)米子的正電荷“空穴”拴住，它就會(huì)形成一種被稱(chēng)為“激子”的玻色子粒子。

為了弄清楚激子如何相互作用，研究人員將二硫化鎢晶格分層放置在類(lèi)似的二硒化鎢晶格之上，形成一種被稱(chēng)為“莫列波紋”層的重疊結(jié)構(gòu)。然后，研究人員用強(qiáng)大的光束透射這些晶格。這些條件把這些激子推到一起，直到它們凝聚至無(wú)法再動(dòng)，從而形成一種新的帶有中性電荷的對(duì)稱(chēng)性晶體狀態(tài)，即一種玻色子相關(guān)絕緣體。

金晨浩說(shuō)：“通常，人們花力氣最多的是去了解當(dāng)你把許多費(fèi)米子放在一起后會(huì)發(fā)生什么情況。我們工作的重點(diǎn)是，我們基本上用相互作用的玻色子制成了一種新材料。”

研究人員稱(chēng)，這是首次在“真實(shí)”物質(zhì)體系而不是合成的物質(zhì)體系中創(chuàng)造出這種新的物質(zhì)狀態(tài)，從而提供了有關(guān)玻色子行為的新見(jiàn)解。此外，研究團(tuán)隊(duì)用來(lái)發(fā)現(xiàn)這種新物質(zhì)狀態(tài)的方法，可能有助于科學(xué)家創(chuàng)造更多的新型玻色子材料。

金晨浩說(shuō)：“我們知道有些材料具有非常奇異的特性。凝聚態(tài)物理學(xué)的一個(gè)目標(biāo)就是，了解為什么凝聚態(tài)物質(zhì)具有這些豐富的特性并找到讓這些行為更可靠地出現(xiàn)的方法。”

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