Подпишитесь на нашу ежедневную рассылку с новыми материалами

Наука


Фото: Baxley/JILA
Фото: Baxley/JILA
Немецкие и американские физики обнаружили в кристаллах некоторых полупроводников ранее неизвестный тип заряженной квазичастицы, так называемую "квантовую каплю", которая представляет собой крупное скопление из носителей заряда и которая ведет себя, как жидкость, говорится в статье,
опубликованной в журнале Nature.
 
Устройство материи на квантовом уровне является крайне сложным для понимания, из-за чего ученым приходится прибегать к различным ухищрениям для ее изучения. Одним из примеров этого являются "квазичастицы" - не существующие в реальности объекты, которые "возникают" благодаря взаимодействию некоторых физических процессов внутри материи и которые ведут себя как настоящие частицы.
 
В их число входят фононы, частицы колебательных движений атомов, и экситоны, "квазиатомы" водорода в полупроводниках. Макилло Кира из университета Магдебурга (Германия) открыла еще одну квазичастицу, изучая квантовые процессы, которые происходят внутри некоторых полупроводников, таких как арсенид галлия (GaAs).
Ученые наблюдали за движением свободных электронов, "дырок" и экситонов при помощи мощного лазера, который "подсвечивал" полупроводник на протяжении триллионных долей секунды. Это позволило им рассмотреть, что происходит внутри фрагмента GaAs во время накачки полупроводника энергией.
 
Помимо экситонов, Кира и его коллеги обнаружили в арсениде галлия и совершенно иные квазичастицы, ранее никогда не встречавшиеся в физике. Их можно представить себе в виде комбинации из пяти-шести "дырок" и электронов, которые ведут себя крайне необычно.
 
Эти частицы являются "квантовыми каплями", которые обладают некоторыми свойствами жидкостей. Так, в этих каплях периодически возникала "рябь", а также расположение "дырок" и электронов внутри них больше напоминало структуру жидкости, нежели что-то иное. Дальнейшее изучение этих "капель" поможет понять, что происходит с электронами в полупроводниках, и улучшить технологии передачи данных и изготовления светодиодов.