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奇怪的新的粒子类似于液体

作者: admin 来源:未知 发布时间:2017-10-31

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物理学家可以花多年时间寻找新的粒子来照亮自然法则的方面,但国际团队决定改变自己的粒子。

被称为“水滴”或“量子液滴”,新创建的“粒子”实际上是一个短命的电子簇和正电荷称为“空穴”。像其他所谓的准粒子一样,像单粒子一样,

在德国马尔堡的菲利普斯大学和科罗拉多大学的实验室天体物理联合研究所,研究人员组成了电子和空穴的聚集,大于200纳米,甚至十亿分之一米以内的电子和空穴。这几乎足够大,可以看到良好的显微镜,大约是棉纤维厚度的一五分之一。在现在之前,物理学家已经创造了两对电子和空穴,但从来没有这样的聚集,可以形成这种液体状的量子液滴或喷射。[ 古怪的物理学:自然界中最酷的小粒子 ]

这些指标根据量子物理学的规律表现,这意味着科学家可以使用粒子来调查光与物质的相互作用 - 一个过程也受量子规则的约束。

因为这些粒子的粒子大小很大,所以物理学家可能会帮助物理学家找到非常小的量子世界和人类规模的古典世界之间的界限,物理学家在“自然”杂志的2月27日刊物上报道。

做一个渗血

Dropleton是一种新型的固体颗粒簇,形成于微小的相关气泡(滴)之内。 这种液体状液滴由光产生,其能量(水平方向)对光强度(垂直方向)有量化依赖性。
Dropleton是一种新型的固体颗粒簇,形成于微小的相关气泡(滴)之内。这种液体状液滴由光产生,其能量(水平方向)对光强度(垂直方向)有量化依赖性。
信用:Brad Baxley
为了使dropleton,Mackillo基拉,在菲利普斯大学物理学教授和他的同事在联合研究所天体物理实验室在科罗拉多州的一个块解雇一个非常强大的激光脉冲快速砷化镓,红色光用相同的材料发光二极管(LED)。每个脉冲的持续时间不到100飞秒,甚至是十亿分之一秒。当光击中砷化镓时,原子释放或激发电子,像在气体或等离子体中一样在砷化镓中移动。当带负电荷的电子离开原子周围的位置时,它们留下称为孔的正电荷区域。

“从某种意义上说,[蓝色]是其性质在很大程度上取决于环境的粒子,这使得它们变得如此令人兴奋,”Kira在一封电子邮件中告诉Live Science。例如,半导体工作最好,Kira说,因为他们的电子排列方式使得更容易激发它们。

由于渗流是包含许多电子的人造颗粒,因此其作用类似于超大尺寸的电子。该属性意味着物理学家可以基本上修改电子的实验大小。“这使我们能够设计一个人造的电子组件,而不是在自由空间中测量的通用常数,”Kira在一封电子邮件中告诉Live Science。

二对二

在所有形成的电子 - 空穴颗粒中,这是首先保持足够的一对以形成液体状液滴。[ 液体雕塑:令人眼花缭乱的水滴的照片 ]

具有相反电荷的电子和空穴倾向于形成称为激子的对。任何使用某些类型的太阳能电池板的人都很熟悉,这些太阳能电池板采用特殊材料来分离电子 - 空穴对,释放电子和产生电流。

然而,这个实验中的激子更有活力。他们有这么多的精力,他们会一起聚集在一起,好像他们是水滴紧贴在一起。那时,他们已经不再是成对的激子了 - 他们是激素。

从单个孔未结合的电子在其周围形成一种驻波模式。它与普通分子在液体中形成的图案类似(认为石头被抛入水中并产生波纹图案),Kira说。

漱口水不会持续很长时间,只有25皮秒,或万亿秒。但这实际上是量子物理过程相对较长的时间。

Kira补充说,这项工作提出了几个有趣的实验。例如,激发电子形成喷射的光子变得与各个激子对缠结。这意味着有可能研究这种互动,这是一个持续的研究领域。

此外,由于导体与用于制造准粒子的光子缠结,物理学家可以使用它们来研究量子态的存储 - 在设计基于量子的通信设备中可能有用,其中这些状态用作信息的位。

他说:“从这些研究中获得的基本物理理解可以提高我们合理设计光电子器件的能力”,如光纤通信设备。
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