生きていると同時に死んでいるシュレディンガーの猫を覚えていますか?さて、ここでさらに奇妙なことをお伝えしたいと思います。の 励起子、すでに奇妙な挙動を示している量子粒子が、既知の分類を無視する特性を示したばかりです。それはあたかも、私たちが普遍的であると考えていた規則に従わない新種の粒子を発見したかのようです。
励起子とは何か、簡単に説明すると
励起子は、材料が通常は光の形でエネルギーを吸収するときに発生する物理現象です。簡単に言うと、電子と「正孔」（電子によって残された空の空間）によって形成され、電気力によって互いに結合されたままのペアです。光が半導体または絶縁材料に当たると、電子が通常の位置から押し出され、空の空間が残ります。電子と正孔は、離れているにもかかわらず、まるで目に見えない輪ゴムでつながっているかのように、一種の結合を維持しています。このペアは、エネルギーを運ぶ物質中を移動できます。
励起子は一時的な状態です。遅かれ早かれ、電子は元の位置に戻り、正孔に再結合します。これが起こると、エネルギーが光の形で放出されます。このプロセスは、LED から太陽電池に至るまで、多くの現代技術の動作の基礎であり、励起子管理がデバイスの効率にとって重要です。
ルールに挑戦する発見
チームの ブラウン大学 彼は本当に独創的なことをした。研究者らは 2 つの層を使用して構造を作成しました。 グラフェン （恐ろしい、非常に悪影響を及ぼしたグラフェン、原子と同じくらい厚い二次元物質）の絶縁結晶によって分離されている。 六方晶窒化ホウ素.
最も興味深いのは、この発見が将来の研究の新たなフロンティアへの扉を開き、基礎物理学の理解を深め、量子コンピューティングの分野で新たな可能性を切り開くことです。
ジア・リー、物理学の准教授 ブラウン大学.
エキシトン、反抗的な「量子動作」。
研究チームが観察した励起子は、量子の世界に対する本物の反逆者であることが判明した。一般に、粒子は 2 つの主要なカテゴリに分類されます。 ボソン、同じ量子状態で一緒にいるのが大好きです、ei フェルミオン、距離を置くことを好む人。しかし、これらの新しい分数励起子はこれらの規則を尊重したくないようで、一方と少し似た振る舞いをし、もう一方も少し似た振る舞いをします。
2番目の 張内源、に発表された研究の筆頭著者 自然 (ここであなたにリンクします）、この発見は量子コンピューティングの将来に革命的な影響を与える可能性があります。フラクショナル励起子を使用すると、まったく新しい方法で情報を保存および操作できるため、情報の速度と信頼性が大幅に向上します。 量子コンピューター。
探求すべき新たなフロンティア
DE フェルドマンこの研究の共著者である彼は、彼の熱意を非常に生き生きと表現しました。
それはまるで量子力学のノブを指でつかんでいるようです。これは、私たちが知らなかった、または少なくともこれまで認識していなかった量子力学の側面です。
研究チームは、これらの特定の励起子がどのように相互作用し、どのようにしてそれらを効果的に制御できるかをより深く理解するための新しい研究をすでに計画している。 何と言うか、エキサイティングなニュースです（我慢してください）。
