焦點速讀：科學家發現奇異的物質新形態

參考消息網6月26日報道據美國趣味科學網站6月22日報道，科學家將強烈的光束穿透兩種化合物，發現了一種由所謂“激子”的粒子組成的獨特物質新形態。

物理學家發現了一種奇異的物質新狀態，以高度有序的亞原子粒子晶體的形式出現。研究人員在5月11日出版的美國《科學》雜志上發表報告，詳細介紹了他們的研究成果。他們說，這種被稱為“玻色子相關絕緣體”的物質新形態可能導致發現許多由凝聚態物質制成的奇特材料。

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

【資料圖】

電子和質子等費米子通常被認為是物質的構成要素，因為它們構成了原子，而且具有半整數自旋的特點。兩個完全相同的費米子不可能同時占據同一個空間。

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

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

但有一種情況，兩個費米子可以變成一個玻色子：如果一個帶負電荷的電子被另一個費米子的正電荷“空穴”拴住，它就會形成一種被稱為“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似的二硒化鎢晶格之上，形成一種被稱為“莫列波紋”層的重疊結構。然后，研究人員用強大的光束透射這些晶格。這些條件把這些激子推到一起，直到它們凝聚至無法再動，從而形成一種新的帶有中性電荷的對稱性晶體狀態，即一種玻色子相關絕緣體。

金晨浩說：“通常，人們花力氣最多的是去了解當你把許多費米子放在一起后會發生什么情況。我們工作的重點是，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，這是首次在“真實”物質體系而不是合成的物質體系中創造出這種新的物質狀態，從而提供了有關玻色子行為的新見解。此外，研究團隊用來發現這種新物質狀態的方法，可能有助于科學家創造更多的新型玻色子材料。

金晨浩說：“我們知道有些材料具有非常奇異的特性。凝聚態物理學的一個目標就是，了解為什么凝聚態物質具有這些豐富的特性并找到讓這些行為更可靠地出現的方法。”

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