科学家发现奇异的物质新形态

据美国趣味科学网站6月22日报道，科学家将强烈的光束穿透两种化合物，发现了一种由所谓“激子”的粒子组成的独特物质新形态。

物理学家发现了一种奇异的物质新状态，以高度有序的亚原子粒子晶体的形式出现。研究人员在5月11日出版的美国《科学》杂志上发表报告，详细介绍了他们的研究成果。他们说，这种被称为“玻色子相关绝缘体”的物质新形态可能导致发现许多由凝聚态物质制成的奇特材料。

亚原子粒子可以分为费米子和玻色子两类。两者的主要区别在于它们的旋转方式以及它们之间相互作用的方式不同。

(资料图片)

电子和质子等费米子通常被认为是物质的构成要素，因为它们构成了原子，而且具有半整数自旋的特点。两个完全相同的费米子不可能同时占据同一个空间。

另一方面，玻色子携带力量（如光子，即微小光包）并被认为是宇宙的黏合剂，将大自然的基本力量黏合在一起。这些粒子有整数自旋，而且多个玻色子可以同时处在同一个位置。

研究报告的第一作者、美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的凝聚态物理学家金晨浩（音）在一份声明中说：“玻色子可以占据相同的能量等级，费米子不喜欢待在一起。这些行为共同构建了我们所知道的宇宙。”

但有一种情况，两个费米子可以变成一个玻色子：如果一个带负电荷的电子被另一个费米子的正电荷“空穴”拴住，它就会形成一种被称为“激子”的玻色子粒子。

为了弄清楚激子如何相互作用，研究人员将二硫化钨晶格分层放置在类似的二硒化钨晶格之上，形成一种被称为“莫列波纹”层的重叠结构。然后，研究人员用强大的光束透射这些晶格。这些条件把这些激子推到一起，直到它们凝聚至无法再动，从而形成一种新的带有中性电荷的对称性晶体状态，即一种玻色子相关绝缘体。

金晨浩说：“通常，人们花力气最多的是去了解当你把许多费米子放在一起后会发生什么情况。我们工作的重点是，我们基本上用相互作用的玻色子制成了一种新材料。”

研究人员称，这是首次在“真实”物质体系而不是合成的物质体系中创造出这种新的物质状态，从而提供了有关玻色子行为的新见解。此外，研究团队用来发现这种新物质状态的方法，可能有助于科学家创造更多的新型玻色子材料。

金晨浩说：“我们知道有些材料具有非常奇异的特性。凝聚态物理学的一个目标就是，了解为什么凝聚态物质具有这些丰富的特性并找到让这些行为更可靠地出现的方法。”

来源：参考消息

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