พบกับ Dropleton—“ Quantum Droplet” ที่ทำหน้าที่เหมือนของเหลว


อนุภาคส่วนของเหลวส่วนหนึ่ง "quasiparticle" ที่ค้นพบใหม่ได้รับการขนานนามหยดควอนตัมหรือหยด หยดเป็นกลุ่มของอิเล็กตรอนและ "หลุม" (สถานที่ที่อิเล็กตรอนหายไป) ภายในเซมิคอนดักเตอร์และมีคุณสมบัติที่ใช้งานง่ายสำหรับการศึกษากลศาสตร์ควอนตัม เอนทิตีใหม่เรียกว่า quasiparticle เพราะมันไม่ใช่อนุภาคมูลฐานเช่นควาร์กและอิเล็กตรอนที่ประกอบเป็นอะตอม ค่อนข้างจะเป็นคอมโพสิต เช่นเดียวกับ quasiparticles อื่น ๆ หยดหยด - quasiparticle แรกที่พบว่าทำตัวเหมือนของเหลว - สามารถมีอยู่ในวัสดุที่เป็นของแข็งเท่านั้น “ มันเป็นอนุภาคภายในสสารและเป็นหน่วยงานที่คุณสมบัติถูกกำหนดโดยสภาพแวดล้อม” Mackillo Kira จาก P

อนุภาคส่วนของเหลวส่วนหนึ่ง "quasiparticle" ที่ค้นพบใหม่ได้รับการขนานนามหยดควอนตัมหรือหยด หยดเป็นกลุ่มของอิเล็กตรอนและ "หลุม" (สถานที่ที่อิเล็กตรอนหายไป) ภายในเซมิคอนดักเตอร์และมีคุณสมบัติที่ใช้งานง่ายสำหรับการศึกษากลศาสตร์ควอนตัม
เอนทิตีใหม่เรียกว่า quasiparticle เพราะมันไม่ใช่อนุภาคมูลฐานเช่นควาร์กและอิเล็กตรอนที่ประกอบเป็นอะตอม ค่อนข้างจะเป็นคอมโพสิต เช่นเดียวกับ quasiparticles อื่น ๆ หยดหยด - quasiparticle แรกที่พบว่าทำตัวเหมือนของเหลว - สามารถมีอยู่ในวัสดุที่เป็นของแข็งเท่านั้น “ มันเป็นอนุภาคภายในสสารและเป็นหน่วยงานที่คุณสมบัติถูกกำหนดโดยสภาพแวดล้อม” Mackillo Kira จาก Philipps University Marburg ในเยอรมนีหนึ่งในผู้ค้นพบกล่าว Quasiparticles สามารถก่อตัวขึ้นในเซมิคอนดักเตอร์ได้เพราะอะตอมของเซมิคอนดักเตอร์ถูกจัดระเบียบเป็นตาข่ายโดยการเชื่อมอิเล็กตรอน (เปลือกนอก) วาเลนซ์ของพวกมัน การจัดเรียงนี้จะช่วยให้การรวมตัวกันของอิเล็กตรอนและหลุมเดินทางได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้ว่าวัสดุที่เป็นนิติบุคคลที่สอดคล้องกัน การคิดเกี่ยวกับกลุ่ม บริษัท เหล่านี้ในฐานะ quasiparticles เป็นวิธีการลดความซับซ้อนของคณิตศาสตร์ที่อธิบายกลศาสตร์ควอนตัมที่ซับซ้อนของอนุภาคจำนวนมากภายในของแข็ง
หยดน้ำนั้นไม่ได้ถูกคาดการณ์ล่วงหน้าดังนั้นการสร้างมันในระหว่างการทดลองจึงเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจ Kira กล่าว มันเกิดขึ้นเมื่อนักวิจัยส่งพัพลังงานจากเลเซอร์ที่เร็วมากที่แกลเลียมอาร์เซไนด์
สารกึ่งตัวนำ พัลส์สร้าง excitons - คู่ของรูในวัสดุ เมื่อความหนาแน่นของ excitons ถึงเกณฑ์บางคู่ละลายและอิเล็กตรอนและหลุมจัดตัวเองในรูปแบบใหม่ ภายในอนุภาคอิเล็กตรอนและรูจะไหลไปรอบ ๆ ซึ่งคล้ายกับอนุภาคในของเหลวที่กักอยู่ภายในหยดเล็ก ๆ Kira กล่าวว่ามันเป็นเหมือนของเหลวควอนตัม เขาและเพื่อนร่วมงานรายงานการค้นพบของพวกเขาในวารสาร Nature ฉบับวันที่ 27 กุมภาพันธ์ (เป็นส่วนหนึ่งของ Nature Publishing Group)
quasiparticle ที่ไม่คาดคิดได้รับชื่อเมื่อนักวิจัยตระหนักว่า "มันต้องเป็นอนุภาคใหม่มันมีขนาดเล็ก แต่ก็มีคุณสมบัติเป็นของเหลว" คิระเล่า "โอเคเราเรียกมันว่าหยดน้ำ"
“ นี่เป็นฟิสิกส์ใหม่ไม่ใช่แค่รายละเอียดเล็ก ๆ ของฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียง” เกล็นโซโลมอนจาก Joint Quantum Institute ใน Gaithersburg, Md. ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าว "หวังว่ามันจะจุดประกายการทดลองที่หลากหลาย" โดยเฉพาะอย่างยิ่งการค้นพบนี้จะช่วยให้นักฟิสิกส์เข้าใจถึงกลศาสตร์ควอนตัมของ "ระบบหลายตัว" ซึ่งอนุภาคจำนวนมากมีปฏิสัมพันธ์ “ ผลแสดงให้เห็นว่าผลกระทบที่น่าสนใจสามารถปรากฏในระบบต่าง ๆ ของร่างกาย” แมนเฟรดไบเออร์จากมหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งดอร์ทมุนด์ในเยอรมนีกล่าวซึ่งไม่ได้เป็นพันธมิตรกับทีมวิจัย
ในการทดลองอนุภาคอยู่ในขนาด แต่ต้องการอย่างน้อยสี่รูอิเล็กตรอนเป็นส่วนผสมเพื่อให้มีเสถียรภาพ ลักษณะนี้ทำให้พวกเขาอยู่ในคลาสใหม่ของ quasiparticle การวิจัย "นำการสนับสนุนเชิงปริมาณและความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับธรรมชาติของสถานะที่มีความสัมพันธ์กันของอิเล็กตรอนและหลุมน้อยกว่า (สี่) แต่ไม่มาก (น้อยกว่า 100)" Alfred Leitenstorfer จากมหาวิทยาลัย Konstanz ในเยอรมนีกล่าว ไม่เกี่ยวข้องกับการศึกษา
หยดสุดท้ายอยู่เพียงประมาณ 25 picoseconds (ล้านล้านวินาที) แต่นั่นทำให้พวกมันมีอายุยืนยาวสำหรับ quasiparticles ที่ซับซ้อน ยกตัวอย่างเช่นพวกมันเสถียรเพียงพอที่จะให้นักวิทยาศาสตร์ทำการทดลองกับพวกมัน การทดลองเช่นนี้เนื่องจากขนาดของหยดละอองสามารถให้โพรบที่น่าสนใจในปฏิกิริยาควอนตัมของแสงและสสาร ที่ความกว้างประมาณ 200 นาโนเมตรพวกมันมีขนาดใหญ่กว่าคู่ exciton เดี่ยวมากกว่า 10 เท่าและใหญ่กว่าแบคทีเรียที่มีขนาดเล็กที่สุดบางตัว แสงเลเซอร์ที่ใช้สร้างความตื่นเต้นให้กับวัสดุในการทดลองมีความยาวคลื่น 800 นาโนเมตรซึ่งไม่ใหญ่กว่า quasiparticles มากเกินไป “ เลนส์แบบดั้งเดิมสามารถตรวจจับวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่าความยาวคลื่นเท่านั้นและเรากำลังเข้าใกล้ขีด จำกัด นั้น” คิระกล่าว "มันจะเป็นระเบียบจริงๆที่ไม่เพียง แต่ตรวจจับข้อมูลสเปกโทรสโกปีเกี่ยวกับหยดน้ำ แต่เพื่อดูหยดน้ำจริงๆ"

แผนที่เครื่องบินอัตโนมัติแผนที่ทะเลน้ำแข็งและรอยหมีขั้วโลกpneumothorax คืออะไร?Mosaic of Lakes and Seas พบที่ Moon Titan ของดาวเสาร์ทำไมสมองทำตามกฎเมื่อน้ำท่วมหมู่เกาะแปซิฟิกมีการอพยพที่ขับเคลื่อนด้วยสภาพอากาศมนุษย์เห็ดในฟาร์มเพาะกายสำหรับต้นไม้นักวิทยาศาสตร์ถอนรากนักฆ่าการฉีดน้ำเสียที่เกิดจากแผ่นดินไหวในโอคลาโฮมา