اکسیتونیوم Excitonium حالت جدید ماده توسط دانشمندان ثابت و کشف شد
Excitonium یا اکسیتونیوم حالت جدید ماده که تقریبا 50 سال پیش توسط دانشمندان به صورت تئوری و نظریه ارائه شده بود ثابت شد. این حالت جدید ماده به نام اکسیتونیوم نخستین بار توسط برت هالپرین فیزیکدان نظریه پرداز دانشگاه هاروارد در دهه 1960 مطرح شد.محققان دانشگاه کالیفرنیا و دانشگاه ایلینویز، کریستال های غیر دوتایی یک دیالناید تیتانیوم (1T-TiSe2) و فلز دی هاله کربن را تغییر دادند.اکسیتونیوم پدیده های کوانتومی ماکروسکوپیک را مانند ابررسانایی نشان می دهد و از ایزیتون ها تشکیل شده است. ذراتی که در یک جفت مکانیکی بسیار عجیب و غریب شکل می گیرند.
اکسیتونیم از ذراتی به نام اکسیتون و به همان روشی ساخته می شود که آلومینیوم جامد از ذرات آلومینویم ساخته می شود. با این وجود ذرات اکسیتون به خودی خود از طریق یک رویه کاملا بصری تشکیل نمی شوند.
برای درک بهتر این موضوع می توان اکسیتون را با ماده ای متعارف تر مانند هیدروژن مقایسه کرد. ذرات هیدروژن از یک الکترون و یک پروتون ساخته می شوند.
اما ذرات اکسیتون از یک الکترون ساخته می شود که فرار می کند و فضای منفی در پشت سر خود باقی می گذارد. این سوراخ به واقع مانند یک ذره عمل می کند و الکترون فرار را جذب کرده و به آن می چسبد و به همان روشی که یک الکترون و یک پروتون به دور هم می چرخند، به دور هم می چرخند.
با وجود این که محققان قبلی وجود اکسیتون را محتمل می دانستند اما هرگز روش مناسبی برای اثبات آن نداشتند. محققان با ابداع یک روش الکترون -پراکندگی، به نام ‘ M-EELS’ نتیجه نهایی ذرات اکسیتون به نام اکسیتونیم را کشف کردند. آنها کار را با سطح تمیزی از این ماده در خلاء – بدون هوا و یا هر چیز دیگری – آغاز کردند و سپس الکترون ها را از سطح آن پراکنده کردند تا امواجی را تشکیل دهند.
شیوه خاصی که موج ها پخش شدند به آنها اجازه داد تا آن الکترون های فرار را در شکل نهایی خود، اکسیتونیم تشخیص دهند.
با این حال اکسیتونیم چنان ناشناخته است که محققان هنوز ویژگی های آن را نمی دانند . برخی تصور می کنند که یک عایق است، به این معنی که نمی تواند حامل هیچ گونه انرژی یا نیروی باشد. برخی نیز فکر می کنند که این حالت ماده باید یک ابرمایع باشد، به این معنی که می تواند انرژی و حرکت را هر دو بدون هیچ گونه اتلافی حمل کند.
این تیم تحقیقاتی از تکنیک جدید طیف سنجی از دست دادن انرژی الکترون (M-EELS) برای حل این مشکل استفاده کرد. با استفاده از تکنیک جدید، این گروه قادر به اندازه گیری تحرک جمعی ذرات بوزونیک با انرژی کم، الکترون ها و حفره های جفت شده شد.
منبع:newsweek
