Ongewone Deeltjes Helpen Bij Het Creëren Van Giant Matter Wave

{h1}

Natuurkundigen hebben gekoelde deeltjes die excitonen worden genoemd, in een condensaat terechtgekomen dat een gigantische golf van materie vormde.

Exotische subatomaire deeltjes die excitonen worden genoemd, zijn gevangen en afgekoeld tot het punt waarop ze een gigantische golf van materie vormden, rapporteren natuurkundigen.

Excitonen bestaan ​​in materialen die halfgeleiders worden genoemd en die een bepaald bereik van elektrische geleidbaarheid hebben, wat ze essentieel maakt voor moderne elektronica. Wanneer licht wordt geschenen op een halfgeleider, kan het een elektron uit een atoom schoppen, waardoor een gebonden toestand ontstaat tussen het "gat" dat overblijft en het onthechte elektron, een exciton genoemd.

Nu hebben onderzoekers excitonen afgekoeld tot het punt dat ze een enkele entiteit vormen, een gecondenseerde staat die een exciton-condensaat wordt genoemd. En voor de eerste keer hebben de wetenschappers deze toestand gecreëerd in een valstrik in een laboratorium.

"Condensatie in een valkuil is belangrijk omdat het een mogelijkheid biedt om een ​​condensaat te beheersen," vertelde teamleider Leonid Butov van de Universiteit van Californië, San Diego, aan WordsSideKick.com. "Dit is een krachtige gelegenheid om de eigenschappen van deze staat van materie te bestuderen."

Excitonen bestaan ​​in de natuur - ze zijn bijvoorbeeld een integraal onderdeel van fotosynthese - maar het specifieke type dat hier wordt gemanipuleerd, is zeldzaam en zou mogelijk nuttig kunnen zijn voor toepassingen zoals zonne-energie en supersnelle computers. [Afbeelding: de kleinste deeltjes van de natuur verklaard]

"Het is een interessante fysica," zei Butov. "Het is fundamentele eigenschappen van licht en materie."

Volgens de theorie van de kwantummechanica zijn alle deeltjes ook golven. Individuele deeltjes hebben elk hun eigen golflengten en fasen en ze worden meestal niet gesynchroniseerd. Als deeltjes echter onder een kritieke temperatuur worden afgekoeld, beginnen hun golven met elkaar overeen te stemmen, dus ze bevinden zich allemaal in dezelfde fase en hebben dezelfde golflengte; dit wordt een condensaat genoemd.

"Je voegt veel kleine golven toe en ze vormen een reusachtige materiegolf," beschrijft Butov.

Wanneer deeltjes in de vorm van een condensaat zijn, hebben ze vaak speciale eigenschappen, zoals superfluïditeit - het vermogen om zonder wrijving als een vloeistof te stromen. Er zijn enkele aanwijzingen dat het exciton-condensaat dat de onderzoekers hebben gemaakt ook deze eigenschap heeft, maar nader onderzoek is nodig om dit te bevestigen.

Om het exciton-condensaat te maken, moesten Butov en zijn collega's de excitonen afkoelen nadat ze waren gevormd, maar voordat ze de kans kregen om te recombineren en normale atomen te worden. Om dit te doen, gebruikten de onderzoekers lagen legeringen gemaakt van gallium, arsenicum en aluminium in de halfgeleider om de losgekomen elektronen van hun gaten te scheiden.

Vervolgens koelden ze de halfgeleider tot een temperatuur van ongeveer 50 milli-Kelvin, slechts een fractie van een graad boven het absolute nulpunt.

Het onderzoek is uitgewerkt in een paper dat onlangs in het tijdschrift Nano Letters is gepubliceerd.

Je kunt WordsSideKick.com senior schrijver Clara Moskowitz volgen op Twitter @ClaraMoskowitz. Voor meer wetenschapsnieuws, volg WordsSideKick.com op twitter @WordsSideKick.com.


Video Supplement: SCP-2100 Tripwire | Keter | k-class scenario scp / building scp.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com