Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Illinois Üniversitesi’nden araştırmacılar yeni bir madde formu olan excitoniumun varlığının keşfini heyecanla duyurdular. Bu madde; bir çeşit bozondan yapılmış, maddenin süper akışkan gibi davranmasını sağlayan bir kompozit parçacık, süper iletken ya da tam bir yalıtıcı elektronik kristal...

Fizik profesörü Peter Abbamonte ve ekibi meslektaşlarıyla birlikte Illinois’de, Kaliforniya Üniversitesi’nde (Berkeley) ve Amsterdam Üniversitesi’nde 50 yıllık teoriyi teori olmaktan çıkartıp kanıtlamak için bir araya geldiler. Araştırmacılar excitoniumu nasıl keşfettiklerini Science’da anlattılar.

Excitonium, excitondan oluşan bir kondensattır, bunu kaçan elektronlar ile arkalarında bıraktıkları “deliklerle” birleştirdiğinizde elde edersiniz. Yarı iletken maddelerin atomları çevresinde bulunan elektronlar, yüksek enerji miktarlarına maruz kaldıklarında bir sonraki enerji seviyesine atlayabiliyorlar ve önceki seviyelerine geçiş için bir delik yaratıyorlar. Bu delik pozitif yüklü bir parçacık olarak davranır ve kaçan negatif yüklü elektronları kendine çeker.

Araştırma ekibi excitonların varlığını kanıtlamak için bir geçiş metali olan Dikalsiyojenit Titanyum Diselenid (1T-TiSe2) ile doldurulmuş bir kristal üzerinde çalıştılar. Ekip, ürünü beş farklı zamanda tekrar üretebiliyor.

Kuantumun Gizemleri

Bugüne kadar bilim insanları, excitonium veya başka bir maddenin safhasını kesin olarak tespit edip ayırt etmek için gerekli deney araçlarına sahip değildiler. Ekip, ilk defa yeni bir teknik kullanarak düşük enerjili katı parçacıkların ortak uyarımını, eşleştirilmiş elektronları ve deliklerini, momentumları ne olursa olsun kesin olarak ölçtüler.

Abbamonte bir basın açıklamasında, “Bu sonuçlar kozmik bir öneme sahip. 1960 yılında Harvard’da teorik fizikçi Bert Halperin’in ‘excitonium’ terimini kullandığından beri fizikçiler bu maddenin varlığını kanıtlamak için çabaladılar. Teorisyenler her tarafta bazı inandırıcı argümanlarla bu maddenin, bir yalıtkan, mükemmel bir iletken ya da süper akışkan olup olmayacağı hakkında tartıştılar. 1970’lerden beri birçok deneyci excitoniumun varlığına dair bulgular yayımladılar, ancak bulguları kesin kanıtlar değildi…” diyerek sözlerine devam etti.

Excitonium’un keşfedilmesiyle birlikte madde formunun hem süper akışkan hem de süper iletken özelliklerinin olması, mevcut teknolojileri ilerletmek için kullanılabilir. Buna ek olarak, kuantum mekaniği anlayışımızı yönlendiren ve şekillendiren bir fenomen olduğu için, mevcut kuantum fiziği bulmacalarını da çözmemize olanak sağlayabilir. Ancak özellikle pratik teknolojilerdeki uygulamalar, bu noktada tamamen spekülatif durumdalar. Çalışmalar devam ettikçe, daha kesin yargılarla konuşmak mümkün olacak.

Kaynak: https://futurism.com/new-material-excitonium-discovered/

Science: http://science.sciencemag.org/content/358/6368/1314