Помните кота Шредингера, одновременно живого и мертвого? Что ж, теперь мы хотим рассказать вам кое-что еще более странное. экситоныКвантовые частицы, которые уже ведут себя причудливо, только что продемонстрировали свойства, которые не поддаются никакой известной классификации. Это как если бы мы открыли новый вид частиц, который не подчиняется правилам, которые мы считали универсальными.
Что такое экситоны, объясняем просто
Экситон — это физическое явление, которое возникает, когда материал поглощает энергию, обычно в форме света. Проще говоря, это пара, образованная электроном и «дыркой» (пустым пространством, оставленным электроном), которые остаются связанными друг с другом электрической силой. Когда свет попадает на полупроводник или изолирующий материал, электрон выталкивается из своего нормального положения, оставляя после себя пустое пространство. Электрон и дырка, несмотря на то, что они разделены, поддерживают своего рода связь, как если бы они были соединены невидимой резиновой лентой. Эта пара может перемещаться по материалу, неся энергию.
Экситоны — это временные состояния: рано или поздно электрон вернется в исходное положение, воссоединившись с дыркой. Когда это происходит, энергия высвобождается в виде света. Этот процесс имеет основополагающее значение для работы многих современных технологий, от светодиодов до солнечных батарей, где управление экситонами имеет решающее значение для эффективности устройств.
Открытие, бросающее вызов правилам
Команда Университет Брауна он сделал что-то действительно гениальное. Исследователи создали структуру, используя два слоя графен (ужасный и оклеветанный графен, двумерный материал толщиной с атом), разделенный изолирующим кристаллом шестиугольный нитрид бора.
Самое интересное то, что это открытие открывает новые горизонты для будущих исследований, углубляя наше понимание фундаментальной физики и открывая новые возможности в области квантовых вычислений.
Цзя Ли, доцент кафедры физики Университет Брауна.
Экситоны, бунтующее «квантовое поведение».
Экситоны, наблюдаемые командой, оказались настоящими бунтовщиками квантового мира. Обычно частицы делятся на две основные категории: i бозоны, которые любят находиться вместе в одном квантовом состоянии, ei фермионы, которые предпочитают держаться на расстоянии. Но эти новые дробные экситоны, похоже, не хотят соблюдать эти правила, ведя себя немного похоже на одно и немного на другое.
второй Найюань Чжан, ведущий автор исследования, опубликованного в Природа (что я ссылаюсь на вас здесь), это открытие может иметь революционные последствия для будущего квантовых вычислений. Дробные экситоны могут быть использованы для хранения и манипулирования информацией совершенно новыми способами, что значительно повысит скорость и надежность квантовые компьютеры.
Новый рубеж для изучения
Д.Е. Фельдман, соавтор исследования, очень ярко выразил свой энтузиазм:
Как будто мы держим палец прямо на ручке квантовой механики. Это аспект квантовой механики, который мы до сих пор не знали или, по крайней мере, не ценили.
Команда уже планирует новые исследования, чтобы лучше понять, как эти конкретные экситоны взаимодействуют друг с другом и как мы можем эффективно ими управлять. Что могу сказать: потрясающая новость (потерпите).
