在物理学中，有非常不同类型的粒子：基本粒子是物质的基本组成部分。其他粒子，如原子，是由几个较小的组分组成的束缚态。还有所谓的“准粒子”，在一个由许多粒子组成的系统中，激发作 y L用在很多方面就像粒子本身一样。
这种准粒子现0 _ d G b c在已经在维也纳的TU Wien的计算机模拟中被发现，并被命名为pi-ton。它由两个电子和两个空穴组成。新粒子发表在杂志上。物理评论信这篇文章还描述了如何从实验上检测到-吨。
一个洞几乎是一个粒子
“最简单的准粒子是一个洞，”TUWien固体物理研究所的Karsten教授解释道。例如，让我们想象一下，在一个晶体中，许多原子排% S 0 x & S 6 C *列成一个规则的模式，每个原子上都有一个移动的电子。只有在一个q G /特定的原子上，电子是缺失的--这就是一个洞。现在电子可以从邻近的原子上移动。原来的洞被关闭了，一个新的洞打开了。
与其描述不断移动的 M b 8 E H j电子的运动，不如更容易研究空穴的运动。如果电子向右移动，空穴a E q # =向左移动--这个运动遵循一定的物理规律，就像普通粒子的运动一样。然而，与电子不同，电子在晶体之外也可以观察到/ 6 h，空穴只与其4 S m M m $他粒子一起存在。在这种情况下，我们说的是“准粒子”。
“然而，粒子和准粒子之间的分界线并不像人们想象的那样清晰，”卡斯滕说。严格地说，即使是普通的粒子也只能在它们的环境中被理解。即使在真空中，粒子空穴激发o f A _也会不断发生，尽管时间很短。例如，没有它们，电子的质量就会完全不同。从这个意义上说，即使在与普通电子的实验中，我们看到的实际上也是一个准粒子电子。
更复杂的债券
但也有更复杂的准粒子：例如激子，它在半导体物1 k [ T M理学中扮演着? X 2 ? M 2 g重要的* ! s { o角色。它是由电子和空穴% h c w ~ Y _组成的束缚态，由光产生。电子带负电，空穴没有负电荷，因此y 4 *带正电荷。两者相互吸引，并能形成一种( W ? K | p纽带。
“我们实际上想调查这种激子，”论文的第一作者安娜考赫博士和佩特拉普莱纳博士报告说。“我们开发了计算机模拟来计算固体中的量子物理效应。”但是很快，安娜考赫，佩特拉普德莱纳 N S 3 u 7 @ ! (和他们的同事凯瑟琳阿斯特莱斯纳意识到，他们在计算z z f B m z K 9 V中遇到了完全不同 ! z O的东西z M ) b-g A F-一种全新的准粒子。它由两个电子和两个洞组成，它们通过光子耦合到外部F Q U | Z {世界。
研究小组给这个以前未知的物体取了个名字---ton。“安娜考赫解释说：“-ton这个名字来自这样一个事实：两个电子和两个空穴是由电荷密度涨落或自旋涨落联系在一起的，这些涨落总[ W V J M是将它们的特性从晶体的一个点阵点逆转到另一个点阵点--即以弧度计算的角。”佩特拉普莱纳(PetT v fra Pudleiner)说：“这种从正到负的不断变化，或许可以想象成棋盘上从黑色到白色的变化。”-吨是通过吸收光子自发产生的。当光子消失时，光子再次被发射出来。
从电脑里出来的粒子
到目前为止，-ton已经被发现并通过计算机模拟得到验证.对于研究团队来说，-ton的存在是毫无疑问e c ! I A H的：“我们现在已经用各种模型研究了-ton现象--它一次又一次地出现。因此，它肯定可以在各种不] 4 m , + + l P同的材料中被检测到。”Karsten Holding确信。“用钛酸钐获得T u M D A _ x t的一些实验数据似乎已经指向了-吨。用光子和中子进行# n T的额外实验很快就会提供清晰的信息R ; ~ p。”
尽管我们不断地被无数的准粒子包围--新的准粒子物种的发现是非常特别的。除了激子，现在还/ q G y 2 8 5 { r有-吨.无论如何，这有助于更好地理解光和固体之间的耦合，这一课题不仅在基# Y v础研究中发挥着重要作用，而且在许多技术应用中--从半导体技术到光电伏学--都发挥着重要作用。