新物质形态激子素存在有“确凿证据”

《科学日报》，北京，12月14日(记者刘霞)——根据物理学家网络最近的一份报告，美国物理学家声称他们已经观察到了物质的前驱相，并首次使用“确凿的证据”来证明激子的存在，激子是一种新的物质形式。这种物质形式最早是由哈佛大学的科学家提出的，已经困扰科学家50年了。研究人员表示，这一发现有助于揭示一些量子之谜。

该理论认为激子由激子组成，是凝聚态，像超导体、超流体或绝缘电子晶体一样，呈现宏观量子现象。当电子经历激发态跃迁时，它会留下一个空穴，这个空穴的行为就像一个带正电的粒子，吸引失控的电子。当电子和空穴对失控时，将形成一种复合粒子——激子。

为了揭示这种难以捉摸的物质形式，研究人员用测角仪改进了一种电子能量损失谱仪，以获得一种对激发更敏感的“动量分析电子能量损失谱仪”。研究人员可以用它来精确测量电子的动量，并首次测量粒子的激发。当材料接近临界温度时，他们甚至可以观察到激发的前兆，即软等离子体相，这是“决定性的证据”，直到他们确认材料形式的存在。在实验中，他们研究了过渡金属钛二硒化物(1T-TiSe2)的未掺杂晶体，并将结果在不同的裂纹晶体上复制了五次。

伊利诺伊大学的物理学教授、研究带头人之一彼得·阿巴蒙说:“自从理论物理学家贝尔·哈普林在20世纪60年代创造了激子这个术语以来，物理学家一直试图证明它的存在，而理论家们一直在争论它是绝缘体、完美导体还是超流体。”。自20世纪70年代以来，许多物理学家发表了他们存在的证据，但他们的发现不是决定性的证据，可以用传统的结构转换来解释。"

研究人员说，这一发现可能有助于揭示一些量子之谜，因为研究宏观量子现象对我们理解量子力学至关重要。这也有助于科学家进一步阐明金属-绝缘体转变、激子凝聚或在这一过程中发挥关键作用。相关研究发表在最近出版的《科学》杂志上。