物理學家首次證實,稱為「excitonium」的物質狀態確實存在

作者 | 發布日期 2017 年 12 月 18 日 21:00 | 分類 科技教育 follow us in feedly

許多人知道的物質狀態大概有液態、固態、氣態和電漿,但其實科學家多年努力研究以來,物質狀態早就遠遠不僅於此,美國研究團隊最近便宣布了一個令人興奮的發現──他們證實了一種稱為「excitonium」的物質狀態確實存在。



ScienceAlert 報導指出,excitonium 是由玻色子(boson)組成,這種複合粒子情況讓 excitonium 可以做為一種超流體(superfluid)、超導體(superconductor)甚至是一種絕緣的電晶體。

這項研究是由物理學教授 Peter Abbamonte 與他在伊利諾大學、加州大學柏克萊分校和阿姆斯特丹大學的同事聯合完成的,他們近日在《科學期刊》刊載了論文,描述了究竟是如何檢測到 excitonium 存在的證據。

(Credit:Peter Abbamonte)

Abbamonte 認為,這個結果具有「宇宙性」的意義。「自從 1960 年哈佛大學理論物理學家 Bert Halperin 創造『excitonium』這個詞以來,物理學家一直試圖證明它的存在,理論學家則為了它的導電能力爭論不休。」

雖然 1970 年開始,一些研究者透過實驗結果試圖證明「excitonium」存在,但 Abbamonte 指出,那些結果都同樣能夠透過傳統的結構相變行為來解釋,因此也都稱不上確切的證據。

現在證實了「excitonium」確實存在,且能在實驗中具體觀察到,未來將能進一步探索它具有的特殊性質,並進而應用;考量到人們對量子力學的理解是源自於對量子現象的分析,這項研究或許也可以進一步協助解決當前的量子難題。

目前這些應用都只是推測性的,在進行相關實驗測試以前,不可能準確地知道將來能夠如何應用。但研究者確實知道的是,「excitonium」比起過去所知更具有潛力。

(圖片來源:Materials Research Laboratory at Illinois, Photo by L. Brian Stauffer)