OTKRIVEN JE EKSCITONIJUM: Naučnici su pronašli novu formu materije! OTKRIVEN JE EKSCITONIJUM: Naučnici su pronašli novu formu materije!
Ekscitonijum, čudna forma materije o kojoj se samo teoretisalo pre 50 godina, sada je konačno otkrivena. Šta je ekscitonijum? To je prilično ekscentričan kondenzat... OTKRIVEN JE EKSCITONIJUM: Naučnici su pronašli novu formu materije!

Ekscitonijum, čudna forma materije o kojoj se samo teoretisalo pre 50 godina, sada je konačno otkrivena.

Šta je ekscitonijum?

To je prilično ekscentričan kondenzat koji ispoljava kvantne osobine. Nova forma materije – ekscitonijum je veoma čudna po tome što je sačinjena od vrste bozona (božanske čestice) koja materijalu sačinjenom od nje dopušta da ispoljava osobine supertečnosti, superprovodnika, ali istovremeno i elektronskog kristalnog izolatora.

Sastoji se od ekscitona – čestica koje se formiraju kada se odbegli elektron (nekom ludom slučajnošću) upari sa “rupom” kojom ostavlja iza sebe.

Ovakvo čudno kvantno-mehaničko uparivanje je moguće zbog toga što su poluprovodnici, elektroni na izmaku svoje energije, sposobni da, kada su pobuđeni, skoče na sledeći energetski nivo ostavljajući za sobom “rupu” na prethodnom energetskom nivou. Ta rupa se ponaša kao pozitivno naelektrisana čestica i privlači nazad negativno naelektrisan elektron koji je pobegao. Na taj način se formira eksciton.

Njegovo postojanje dokazao je tim naučnika sačinjen od istraživača sa Univerzitetu Ilinois, Berkli i Amsterdam, koji su udruženo radili na ovom otkriću.

Da bi dokazali postojanje ekscitonijuma, naučnici su proučavali kristale prelaznog metala dikalcogenida titanijum diselenida (1T-TiSe2). Uspeli su da posmatraju ovaj materijal u njegovoj plazmon fazi – u fazi kvantne oscilacije plazme. Ovo je bilo prvo takvo posmatranje plazmon faze, koja prethodi kondenzaciji ekscitona u istoriji. Rezultati eksperimenta koji potvrđuju postojanje ekscitona su potvrđeni čak pet puta uzastopce.

Sve do sad naučnici nisu ni imali dovoljno sofisticiranu opremu kojom bi se sa sigurnošću razlikovalo da li je ono što se detektuje ekscitonijum ili neko slično stanje materije. Koristeći najnoviju tehnologiju, ovaj tim istraživača je uspešno definitivno izmerio kolekstivnu ekscitaciju (pobuđivanje) niskoenergetskih čestica (bozona), uparenih elektrona i rupa, bez obzira na momentum.

Nova tehnika, koju su istraživači koristili, naziva se momentum-resolved electron energy-loss spectroscopy (M-EELS) i dovoljno je osetljiva da razlikuje novi materijal od materijala slične simetrije, koji nemaju njegove osobine.

Istraživanjem je rukovodio Peter Abbamonte sa Univerziteta u Ilinoisu, radeći zajedno sa studentima Anshul Kogar i Mindy Rak, uz pomoć ostalih kolega sa Univerziteta Berkli, Kalifornija i Amsterdam. Povodom ovog otkrića Abbamonte je izjavio:

Ovo je otkriće od kosmičkog značaja. Još od kad je teoretski fizičar Bert Halperin sa Harvarda skovao termin “ekscitonijum” 1960. godine, fizičari su se trudili da dokažu njegovo postojanje. Teoretisalo se da li se tu radi o izolatoru, savršenom provodniku, ili supertečnosti. Ubedljivih argumenata je bilo za svaku od ovih teorija. Do 1970. godine objavljeni su mnogi radovi o rezultatima eksperimenata u kojima su naučnici “dokazivali” postojanje ekscitonijuma, ali niko zaista nije bio u stanju da da definitivan dokaz. Izostajao je način da se proveri da li se zaista radi o plazmon fazi ili konvencionalnoj strukturalnoj prelaznoj fazi.

Sada kada je ekscitonijum konačno otkriven, kada je njegovo postojanje dokazano, kada su naučnici uspeli da ga posmatraju u toku eksperimenta, njegove osobine se dalje mogu istraživati i primenjivati u tehnologiji.

Anshul Kogar otkriva da otkriće ekscitonijuma (kao što to obično i biva sa ovako velikim otkrićima) nije ni bilo početni cilj projekta.

Bilo kako bilo, dok je svaka moguća praktična primena ekscitonijuma za sad u spekulativnoj fazi, ovo otkriće nam na teorijskom nivou donosi mnogo. Ono može da pomogne da se rasvetle i mnoge druge kvantne zagonetke na kojima naučnici danas rade.

U ovom momentu je ipak nemoguće predvideti kakva budućnost čeka ekscitonijum. Sigurno je samo jedno – čovečanstvo je u ovom trenutku bogatije za jedno veliko saznanje, a naši naučni potencijali su sada, zahvaljujući tome, veći nego ikada.

Celokupan rad ovog tima možete pročitati OVDE.

NiT

 

Smoux

Filozof, stargejzer, zanesenjak i probisvet, zaljubljenik u naučnu fantastiku, horor i nauku, u postavljanje pitanja i traženje odgovora, u umetnost i sve što oslobađa um, donosi prosvetljenje i razvejava dogmatski mrak...

No comments so far.

Be first to leave comment below.

Your email address will not be published. Required fields are marked *

17 + 1 =