麻省理工科学家发现奇怪的混合粒子被独特的力量黏在一起

2022年01月11日 21:54 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

在粒子的世界里,有时两个比一个好。例如,以电子对为例。当两个电子结合在一起时,它们可以在没有摩擦的情况下滑行通过一种材料,从而使该材料具有特殊的超导特性。这种成对的电子,或称库珀对,是一种混合粒子,即两种粒子的复合体,表现为一体,具有大于其各部分之和的特性。

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现在麻省理工学院的物理学家在一种不寻常的二维磁性材料中检测到了另一种混合粒子。他们确定,这种混合粒子是一个电子和一个声子(一种由材料的振动原子产生的准粒子)混合体。当他们测量电子和声子之间的力量时,他们发现这种胶水或纽带比迄今为止已知的任何其他电子-声子混合体强10倍。


该粒子的特殊键表明,它的电子和声子可能被串联调整;例如,电子的任何变化都应该影响到声子,反之亦然。原则上,施加在混合粒子上的电子激励,如电压或光,可以像通常那样刺激电子,同时也影响声子,从而影响材料的结构或磁性能。这种双重控制可以使科学家们将电压或光线应用于一种材料,不仅可以调整其电性能,还可以调整其磁性。

研究小组在三硫化镍(NiPS3)中发现了这种混合粒子,这是一种二维材料,最近因其磁性而引起了人们的兴趣。如果这些特性可以被操纵,例如通过新探测到的混合粒子,科学家们认为这种材料有一天可以作为一种新的磁性半导体而发挥作用,可以被制成更小、更快、更节能的电子产品。想象一下,如果我们能够刺激一个电子,并让磁力作出反应,那么我们就可以制造出与今天的工作方式非常不同的设备。

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