Yeni Bir Kuasipartikül Keşfedildi
Fotoğraf: Satranç tahtası benzeri bir arka plana tutulan ışık tarafından oluşturulan iki elektron ve iki boşluk.
Π-ton (pi-ton) olarak adlandırılan yeni kuasipartikül, iki elektron ve iki boşluktan oluşuyor.
Kuasipartikül, ortamdaki bir bozulma olup bir partikül gibi davranır.
Kuasipartiküller maddenin özelliklerini belirlemede önemli bir rol oynayan katı hâl fiziği ve nükleer fizik ile bağlantılı olarak incelenir.
TU Wien Katı Hâl Fiziği Enstitüsü’nden Profesör Karsten Held, “En basit kuasipartükül boşluktur.” dedi.
“Örneğin, birçok atomun bir kristal şeklinde düzenlendiğini ve her atomda hareketli bir elektron olduğunu hayal edelim.”
“Sadece belirli bir atomda bulunan eksik elektrona boşluk adı verilir.”
“Böylece elektron komşu atomdan yukarı doğru hareket edebilir çünkü orijinal boşluk kapanınca yeni bir boşluk açılır. ”
Daha karmaşık kuasipartiküller de vardır: eksitonlar, fononlar (bir katıdaki atomların titreşimlerinden türetilmiş parçacıklar), plazmonlar (plazma salınımlarından türetilmiş parçacıklar), manollar (bir kristal kafes içinde elektronların spin yapısının kolektif uyarımları) ve polaronlar (etrafında bir fonon bulutu olan elektronlar).
“Yarı iletken fiziğinde önemli bir rol oynayan eksiton, bir elektron ve ışık tarafından oluşturulan bir boşluğa bağlı oluşan bir durumdur. Elektron negatif yüklüdür, boşluk ise negatif yüklü olmadığı için pozitif yüklü sayılır. Bu sebeple elektron ve boşluk birbirini çeker ve bir bağ oluşturabilir. ”
Çalışmada katılarda kuantum etkilerini hesaplamak için bilgisayar simülasyonları geliştirildi.
Ancak kısa süre sonra araştırmacılar hesaplamalarında tamamen farklı bir şeyle karşılaştıklarını fark ettiler. Bu farklı şey, yeni bir tip kuasipartiküldü.
Dr. Anna Kauch, “Bu kuasipartiküle verdiğimiz isim olan ‘Pi-ton’, iki elektron ve iki boşluğun yük yoğunluğu dalgalanmaları veya spin dalgalanmalarıyla kristalin bir kafes noktasından diğerine 180 derece karakter değiştirmesinden geliyor. Yani radyan cinsinden pi.” dedi.
Dr. Petra Pudleiner, “Artıdan eksiye bu sürekli değişim, belki de bir satranç tahtasında siyahtan beyaza bir değişiklik gibi düşünülebilir.” dedi.
“Pi-ton, bir fotonu emerek kendiliğinden oluşuyor. Ortadan kaybolduğunda ise tekrar bir foton ortama yayılıyor.”
Ekibin çalışmaları Physical Review Letters dergisinde yayınlandı.
Kaynak: sci-news.com
