Ученые открывают новую квазичастицу: Пи-Тон

Исследователи находят ранее неизвестную квазичастицу в компьютерных симуляциях. Получивший название pi-ton, он содержит 2 электрона и 2 отверстия. Некоторые эксперименты, проведенные на материале титаната Самария, дают убедительные доказательства существования pi-ton.

уществует несколько типов частиц, например, элементарные частицы, которые классифицируются в соответствии с их вращением, и составные частицы, такие как адроны, атомы и молекулы. И еще есть квазичастицы, которые существуют в различных системах частиц.

Квазичастицы - это возникающие явления, которые возникают, когда твердые вещества или другие микроскопически сложные системы ведут себя так, как будто они содержат разные слабо взаимодействующие частицы в свободном пространстве.

Представим себе несколько атомов, упорядоченных в кристалле определенным образом, и каждый атом состоит из движущегося электрона. В любой конкретный момент электрон из одного атома отсутствует. Это известно как дыра, простейшая квазичастица. Когда электрон движется вверх от ближайшего атома, исходное отверстие закрывается и открывается новое отверстие. Вместо того чтобы следовать за этими случайно движущимися электронами, проще исследовать движение дырки.

Если электроны движутся влево, то дырки движутся вправо, следуя определенным физическим законам. Но в отличие от электронов, существование дырок зависит от других частиц (таких как электроны). В этом исследовании исследователи из TU Wien (Венский технический университет) сосредоточились на квазичастицах.

Они объяснили, почему трудно описать частицы и квазичастицы по отдельности. Обычная частица может быть точно описана только по отношению к своему окружению. Возбуждение частиц-дырок происходит мгновенно, даже в вакууме. Без таких возбуждений, например, масса электрона была бы чем-то иным.

Поэтому почти во всех экспериментах (включая те, которые проводятся с нормальными электронами) мы фактически наблюдаем электрон квазичастицы. В физике полупроводников существует несколько сложных квазичастиц. Одна из них - электрически нейтральная квазичастица, называемая экситоном. Это связанное состояние электрона и электронной дыры, которые притягиваются друг к другу электростатической кулоновской силой.

Ранее неизвестная квазичастица

Чтобы изучить эти экситоны, исследовательская группа создала компьютерное моделирование и измерила квантовые физические эффекты в твердых телах. Вскоре они узнали, что обнаружили в своих измерениях нечто неожиданное - новый вид квазичастиц.

Эта новая квазичастица содержит 2 электрона и 2 дырки, которые удерживаются вместе с помощью спина или флуктуаций плотности. Поскольку эти флуктуации меняют свой характер на 180 градусов (под углом π, если описывать в радианах) от одной точки решетки кристалла к другой, новая квазичастица получила название Пи-тон.

Пи-Тон формируется спонтанно, поглощая фотон, и как только он исчезает, фотон снова испускается. Несмотря на то, что Пи-Тоны наблюдались и проверялись только в компьютерных симуляторах, исследовательская группа считает, что они существуют в природе. Они исследовали это явление с помощью различных моделей, все из которых предполагают, что Пи-Тон может быть обнаружен в различных материалах.

Несколько экспериментов, проведенных на титанатном материале самария, дают убедительные доказательства существования Пи-Тона. Однако для подтверждения его существования требуется проведение дополнительных экспериментов с нейтронами и фотонами.

Открытие pi-ton поможет ученым лучше понять связь между светом и твердым телом, феномен, который играет решающую роль в различных технических решениях, от фотоэлектрических до полупроводниковых технологий.

ser477 писал(а):

Почему белый должен становиться синим, если скорость света абсолютна?

Я хоть убей не понимаю почему ты привязываешь длину волны к скорости. Вот я бегу, к примеру, и регулярно ору. Должна ли моя скорость меняться от того сколь часто я ору, или от того сколь громко?

ser477 писал(а):

По аналогии со звуком Эйнштейн утверждает, что звук поезда не меняется. И всегда одного тона, что от стоящего, что от едущего мимо.

Это странная аналогия, видится мне.

DartSandy писал(а):

ser477 писал(а):

Почему белый должен становиться синим, если скорость света абсолютна?

Я хоть убей не понимаю почему ты привязываешь длину волны к скорости...

Эффект изменения длины волны в зависимости от скорости источника и есть эффект Допплера.
Это не я придумал. Это говорит Эйнштейн в СТО. Ведь если есть эффект Допплера для света, то при скорости источника света, близкой к световой, результирующая длина волны источника будет стремиться к 0. Аналогия со сверхзвуковым самолетом подойдет?
Кстати, скорость света не такая уж и большая а по космическим меркам вообще черепашья

ser477 писал(а):

Эффект изменения длины волны в зависимости от скорости источника и есть эффект Допплера.
Это не я придумал. Это говорит Эйнштейн в СТО.

Ты зачем подменил скорость источника света на скорость самого света?

DartSandy писал(а):

ser477 писал(а):

Эффект изменения длины волны в зависимости от скорости источника и есть эффект Допплера.
Это не я придумал. Это говорит Эйнштейн в СТО.

Ты зачем подменил скорость источника света на скорость самого света?

Потому что Эйнштейн говорит, что скорость света абсолютна и одинакова для всех инерциальных систем.
И вопрос начинался с этого )
Скорость света в вакууме — фундаментальная постоянная, не зависящая от выбора инерциальной системы отсчёта (ИСО) Ладно. Я может непонятно объясняю, но уж как могу.
Скорость фотона независима от скорости источника и всегда постоянна.

ser477 писал(а):

Скорость света в вакууме — фундаментальная постоянная, не зависящая от выбора инерциальной системы отсчёта (ИСО) Ладно. Я может непонятно объясняю, но уж как могу.

И какое отношение это теперь имеет к скорости источника?

Я не физик, и не смогу объяснить квантовую сущность света и как электромагнитные волны вообще распространяются в вакууме, который есть пустота. Но свойства нашей вселенной таковы, что скорость света не зависит от скорости источника. И это никак не мешает свету иметь разную длину волны (воспринимаемую нами как цвет) или амплитуду (сиречь - яркость). Ты возможно как то пытаешься увязать скорость света с синусоидой, которой его порой отображают? Так это просто математическая абстракция - ни по каким синусоидам фотоны не движутся.

Цитата:

..как электромагнитные волны вообще распространяются в вакууме

Если вы качнёте механический маятник, то начнутся колебания, которые можно себе представить как постоянное перекачивание кинетической энергии в потенциальную и наоборот. Общая сумма энергии маятника не изменяется, просто происходит переход одной формы механической энергии в другую.
В случае элетромагнитной волны происходит перкачивание энергии электрического поля в магнитное и наоборот. Изменяющееся электрическое поле порождает изменяющееся магнитное поле, которое порождает изменяющееся электрическое поле и т.д.
Никакой среды для этого процесса не надо и поэтому электромагнитная волна может распространятся в ваккууме.
Квант электромагнитного поля - фотон - не имеет массы покоя. С какой скоростью может что-то двигаться если нет массы покоя? Только со скоростью максимально разрешённой для нашего физического мира.

ser477
http://light-science.ru/fizika/krasnoe-smeshhenie.html

Добавлено спустя 36 минут 31 секунду:

Lroman писал(а):

Я давно слежу за новостями наука на этом сайте, однако всякий раз испытываю ужас при открытии топика. Ужас - от качества материала и от комментариев. Обычно я только читаю то, что здесь происходит, так что эта запись станет своего рода криком (очевидно, в пустоту).

ну и к чему этот демарш?
тема дается какой она есть в прессе.
или Вы предлагаете постить сугубо из научных журналов, или в оригинале?
я так понимаю, что темой двется "затравка" к рассуждениям - комментариям, дополнениям, смежным темам и , в конце концов - к объяснению сути происходящего адептами этого дела...диспута..
и это всё и имеет бОльшую ценность, подчас, нежели сама тема.
по нашей химии тоже подчас ерунду пишут
- ну так и объясните как физик нормально - как Вы сделали для понимания, а не как экзальтированная барышня из института Благородных девиц...
и тут же уйти за ненадобностью бросив пару слов по сути вопроса.
или какие новости из каких источников привносить, извольте у Вас полюбопытствовать?

Добавлено спустя 10 минут 22 секунды:

к тому же: никто Вам не мешает делать самому темы так, как Вы полагаете нужным макаром.

Человек, который спрашивал про эффект Доплера, вряд ли поймёт его физическую суть из вашей ссылки про красное смещение галактик.
Нужно было бы объяснить на примере звуковой волны, когда, скажем, автомобиль приближается к человеку, стоящему на обочине, и потом удаляется от него.
Тональность звука двигателя меняется в зависимости от того приближается он или удаляется относительно неподвижного наблюдателя. При приближении - это более высокий тон, а при удалении - звук двигателя становится более глухим, если избегать описания типа "более низкочастотный звук".
С электромагнитной волной то же самое.
Если источник света приближается, то свет кажется более голубым чем если смотреть на этот свет идущего с неподвижного источника, а если смотреть на свет сзади - то он становится красноватым.
Скорость света в обоих случаях одинакова для любого наблюдателя - что спереди, что сзади. Однако длина волны света меняется ( как и в случае со звуком меняется тональность). Синее смещение означает бОльшую частоту света ( более высокий звук в приемре с автомобилем), а красное - более низкую частоту, но бОльшую длину электромагнитной волны для света (низкая частота для звука ).

fontan16 писал(а):

Скорость света в обоих случаях одинакова для любого наблюдателя - что спереди, что сзади.

вот именно

Добавлено спустя 4 минуты 11 секунд:

Цитата:

"Сам я являюсь приверженцем теории Креационизма.

И следовательно не готов реально поверить в теорию Большого Взрыва.

Но красное смещение имеет место быть, и это факт, которому мы верим.

Хочу обратить Ваше внимание на две теории бытия материи в физике: корпускулярная и эфирная теория происхождения материи.

Никола Тесла был ярым сторонником теории эфира, а его изобретения до сих поражают наше воображение.

Согласно теории Эфира - эфир может быть различным, более и менее плотным, а это может влиять на скорость света в вакууме.
Первое успешное измерение скорости света в вакууме было произведено Олафом Ремером в 1676 году. С тех пор методики и качество измерений постоянно улучшаются, но обнаруживается странный парадокс - почти все новые уточнения скорости света указывают на его замедление.

Если скорость света - константа, то математические погрешности последующих измерений должны быть +-50%. А на поверку оказывается, что более 85% уточнений скорости света указывают на его замедление.

А следовательно по теории вероятности можно утверждать, что скорость света медленно, но постоянно замедляется. А если скорость света постоянно замедляется, но оказывается удивительно согласованным эффект красного смещения спектра от далёких объектов. И чем дальше наблюдаемый объект, тем больше прошло времени, тем быстрее была скорость света во время излучения объекта, воспринимаемого нами источника света.

Вот Вам новая трактовка Постоянной Хаббла!!!

Ваш, Peter Stone."

Добавлено спустя 3 минуты 34 секунды:

https://zen.yandex.ru/media/entropy/skorost-sveta-zamedliaetsia-5ba7655fd898fb00b2d39408

Цитата:

Если скорость света - константа, то математические погрешности последующих измерений должны быть +-50%. А на поверку оказывается, что более 85% уточнений скорости света указывают на его замедление.

Я, например, не понимаю почему уточнения скорости света должны быть +-50%.
Как эта статистика была получена - другой вопрос, вызывающий сомнения.
К тому же от "приверженца теории Креационизма" трудно ожидать каких-то научно обоснованных гипотез.
На сегодня нет никаких оснований считать, что скорость света меняется со временем.

ser477
Извини, но ты не с той стороны к проблеме подходишь. Первичны энергия и импульс фотона, который воспринимается нами как "частота", он, понятно, зависит от движения источника относительно нас. А постоянность "скорости света" и независимость этой скорости от энергии и импульса фотонов -- это следствие нулевой массы фотона, и с допплеровским эффектом никак не связано.