Stlačením subatomárnych častíc vznikol exotický nový stav hmoty

Vedci objavili nový exotický stav hmoty, ktorý má podobu vysoko usporiadaného kryštálu subatomárnych častíc. Tento nový stav hmoty, nazývaný bozonický korelovaný izolátor, by mohol viesť k objavu mnohých nových typov exotických materiálov vyrobených z kondenzovanej hmoty. Subatomárne častice možno rozdeliť do dvoch kategórií: fermióny a bozóny. Hlavné rozdiely medzi nimi sú v tom, aký majú spin a ako na seba navzájom pôsobia.

Fermióny, ako sú elektróny a protóny, sa často považujú za stavebné kamene hmoty, pretože tvoria atómy, a sú charakterizované svojím poločíselným spinom. Dva rovnaké fermióny nemôžu súčasne zaujímať rovnaký priestor. Bozóny, ako napríklad fotóny, sú nositeľmi sily a sú považované za lepidlo vesmíru, ktoré spája základné sily prírody. Tieto častice majú celočíselné spiny a viacero bozónov sa môže nachádzať na rovnakom mieste v rovnakom čase. Existuje však prípad, keď sa z dvoch fermiónov môže stať bozón.

Ak sa záporne nabitý elektrón prichytí ku kladne nabitej „diere“ v inom fermióne, vytvorí bozónovú časticu známu ako excitón.  Aby vedci zistili, ako na seba excitóny vzájomne pôsobia, navrstvili mriežku disulfidu volfrámu na podobnú mriežku diselenidu volfrámu v prekrývajúcom sa vzore nazývanom moiré. Potom cez mriežky presvietili silný lúč svetla.

Tieto podmienky tlačili excitóny k sebe, až kým neboli tak husto komprimované, že sa už nemohli pohybovať, čím sa vytvoril nový symetrický kryštalický stav s neutrálnym nábojom – bozonický korelovaný izolátor. Výskumníci uviedli, že je to prvýkrát, čo sa tento nový stav hmoty vytvoril v „skutočnom“ systéme hmoty (nie syntetickom), čím sa poskytol nový pohľad na správanie bozónov. Okrem toho by metódy, ktoré tím použil na objavenie tohto nového stavu hmoty, mohli pomôcť vedcom vytvoriť ďalšie nové typy bozónových materiálov.

Zdroj: space.com.