Füüsikud leidsid tilgatoni ({{commentsTotal}})

Autor/allikas: Brad Baxley/Nature

Füüsikud on avastanud uut tüüpi paljudest elektronidest ja elektronaukudest koosneva tilgatoniks nimetatud kvaasiosakese, mis käitub pooljuhtides vedeliku sarnaselt.

 

Aukartustäratavast nimest hoolimata pole kvaasiosakesed ei midagi muud kui materjalide sisemuses leiduvad osakeste kollektiivsed ergastused, mis käituvad omaette algosakestena. Lihtsaimaks näiteks on foononid, mis kannavad kristallides talletunud energiat. Ent juba ainuüksi viimastel aastatel on nende nimistusse lisandunud mitmeid eksootilisemaid osakesi – orbitonid, levitonid kui ka näiteks kortsutonid.

Töörühm leidis kvaasiosakeste perekonna värskeima liikme tilgatoni ülimadalal temperatuuril pooljuhte laseriga tulistades. „Laserimpulss tekitab mitmeid elektron-auk paare (augud on elektronidest tühjaks jäänud positiivse laenguga kohad), mis siis mitmetest osakestest koosneva süsteemina käituvad ning mida laserimpulssidega mõjutada saab,“ selgitas uurimuse kaasautor MacKillo Kira ERR-ile. Kui impulsi moodustavad valgusosakesed omavahel seotud on, kandub korrelatsioon üle ka elektron-auk paaridele, misläbi tekivad nendest parvede sarnased moodustised.

Pikka aega oli Saksa füüsikute töö puhtalt teoreetiline, kuid siis tulid appi USA-s asuva Colorado ülikooli eksperimentaalfüüsikud, kelle laboratoorium võimaldas taolisi eksperimente ka reaalsuses läbi viia. „Nii oleme viimastel aastatel keskendunud uute osakeste otsimisele ja eksperimente tehes omavahel sidunud rohkem kui kolm valgusosakest,“ lisas Kira. Taoliste süsteemide puhtalt teooria alusel kirjeldamine muutub järjest keerukamaks, kuna kvantmaailma suurepäraselt kirjeldava Schrödingeri võrrandi lahendamine muutub üha raskemaks.

Nii kratsisid eksperimentaalfüüsikud ühel hetkel oma päid, kui nad nägid pooljuhti uurides uusi neeldumisjooni. Osa selleks kasutatud laserivalgusest oli kaduma läinud. „See viitab aga uuele aineolekule või osakesele. Me olime päris põnevil,“ lisas Soome juurtega füüsik. Edasiste katsetega suutsid nad koguda piisavalt andmeid, et Schrödingeri võrrand lahendatavaks muuta ja selle poolt tehtavaid ennustusi katseliselt kontrollida. Tegu oligi uue kvaasiosakesega.

„Kuna me lisame justkui perioodilisustabelisse uue elemendi, plaanime me nüüd kõigepealt täpsemalt selle omadusi erinevate meetodite abil uurida,“ lisas Kira. Nii on üheks eesmärgiks tilgatonide kiirgusjoonte uurimine. Tilgatonid saavad valgusosakesi kiirata, mis pakub nende enda olemuse kohta rohkem infot, kui pelgalt neeldumisjoonte uurimise vahendusel koguda saaks.

Kuid kiirgust ei pea kasutama ainult tilgatonide uurimiseks. „Need võivad kujutada endas komponenti, mis võimaldab teha fundamentaalfüüsikas uusi katseid, kuna avab võimaluse ühekorraga kiirata mitmeid omavahel seotud valgusosakesi. Näiteks võimaldaks see täpsemalt uurida kvantmehaanika olemust, kvantteleportatsiooni ja Einstein-Roseni paradoksi,“ sõnas füüsik.

Kui füüsikud teavad nüüd, kuidas tilgatoni otsida, siis tavainimestele jääb osakese argielus kohtamine kättesaamatuks unistuseks. Juba osakeste keskmine eluiga on pelgalt 25 pikosekundit ehk kaugelt liiga lühike, et silm neid registreerida jõuaks. Rääkimata sellest, et tilgatone tekitati juuksekarvast kümme korda õhukesemas pooljuhis.

Uurimus ilmus ajakirjas Nature.

Allikas: Nature



ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: