Физики Венского технического университета обнаружили новую квазичастицу с необычными свойствами. Ее назвали пи-тоном, и она состоит из двух электронов и двух дырок. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.
Исследователи применили компьютерное моделирование для расчета квантовых физических эффектов в твердых телах и изучения экситонов — квазичастиц, являющихся связанными электроном и дыркой. Оказалось, что теория предсказывает новый тип более сложных квазичастиц, состоящих из электронов и дырок, удерживаемых вместе флуктуациями плотности заряда или спиновыми колебаниями. При перемещении из одной точки кристалла к другой эти колебания изменяют свой характер на 180 градусов, то есть на угол «пи», измеренный в радианах.
Несмотря на то что пока квазичастица была обнаружена лишь в моделях, ученые не сомневаются, что пи-тон существует в действительности и встречается в различных материалах. Некоторые экспериментальные данные косвенно указывают на наличие пи-тона в титанате самария.
Дыркой называют квазичастицу, которая представляет собой отсутствие электрона в почти заполненной валентной зоне твердого тела. Когда в вакантное место перемещается электрон с отрицательным зарядом, дырка, рассматриваемая как носитель положительного заряда, сдвигается в противоположную сторону, и это движение происходит по определенным правилам. В отличие от настоящих элементарных частиц, квазичастица существует лишь в сочетании с другими частицами.