一种新的物质状态：玻色子晶体。免费技术图书馆新闻

一种新的物质状态：玻色子晶体

19.06.2023

加州大学圣巴巴拉分校的一组物理学家做出了一项轰动的发现，揭示了由玻色子产生的独特材料的秘密。到目前为止，科学界一直专注于费米子的研究，费米子是负责物质稳定性和相互作用的亚原子粒子。然而，最新的突破开启了玻色子特殊性质研究的新篇章，并扩展了我们在基本粒子物理领域的知识。

通过将二硒化物和二硫化钨的晶格叠加在一种称为莫尔图案的特殊扭曲结构中，科学家们创造了一种高度有序的玻色子粒子晶体，称为激子。这导致了一种新的物质状态的出现，称为“玻色相关绝缘体”。

玻色子与费米子的不同之处在于其独特的行为。虽然费米子不能占据相同的能级，但玻色子很容易共享它，从而产生了它们的特殊性质。

加州大学圣塔芭芭拉分校凝聚态物理学专家金成浩教授解释说：“玻色子有能力占据相同的能级，而费米子则避免它。这种差异构成了我们观察到的宇宙的基础。” ”。

为了观察和识别材料中的激子，研究人员使用了“泵浦探针光谱”方法。通过叠加两个光栅和强烈的照明，科学家们刺激了激子的形成和相互作用。这种方法使得研究激子的行为并揭示其特性成为可能。

有趣的是，随着激子密度的增加，它们由于强相互作用而变得不动，从而形成高度有序的晶态和绝缘效应。由于这些玻色子粒子之间的相关性，在一定密度下，它们将自身组织成对称且电中性的绝缘体。这一发现是首次在真实的物质系统中而不是在合成条件下创造出这种材料。

科学家们指出：“我们已经建立了一种相关性，使玻色子进入高度有序的状态。我们创建了一个平台，用于研究以前不存在的真实材料中的玻色子。”

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