اثبات وجود نوع جدیدی از ماده پس از ۵۰سال تحقیقات

از ۵۰ سال قبل وجود اين نوع ماده به‌صورت تئوري مطرح بود اما پيتر آبامونته، استاد فيزيك «مركز تحقيقات علوم مواد فريدريش سيتز» دانشگاه ايلينوي آمريكا و همكارانش با ابداع روش جديدي توانستند ذرات اكسيتون را شناسايي كرده و وجود اكسيتونيوم را به اثبات برسانند.

• اين ماده كه «اكسيتونيوم»

(Excitonium) نام دارد، از ذراتي به نام اكسيتون Exciton تشكيل شده كه آنها هم حاصل فرار الكترون و حفره‌هاي برجاي مانده از اين پديده هستند.

برت هالپرين، فيزيكدان دانشگاه هاروارد نخستين‌بار در دهه۱۹۶۰ ميلادي نام اكسيتونيوم را پيشنهاد داد. او كه تئوري وجود اين ماده را مطرح كرده بود اكنون ۷۶ساله است و به‌شدت از اثبات تئوري خود و وجود اين ماده هيجان‌زده شده است.

به گزارش نيوزويك، اكسيتونيوم يك ماده چگال است، يعني محققان آن را به شكل جامد شناسايي كرده‌اند اما توضيح اينكه ذرات تشكيل‌دهنده آن يعني اكسيتون‌ها چگونه به‌وجود مي‌آيند كمي دشوار است. ذرات هيدروژن از يك الكترون و يك پروتون تشكيل شده‌اند اما اين اتم در حالت برانگيخته، الكترون خود را از دست مي‌دهد.

فرار كردن الكترون، يك فضاي خالي را بر جاي مي‌گذارد و همين حفره مي‌تواند در نقش يك ذره عمل كند، يعني الكترون فراري را جذب كرده و با آن پيوند تشكيل دهد؛ حفره و الكترون مي‌توانند همانند الكترون و پروتون، دور يكديگر بچرخند.

دانشمندان براي اثبات وجود اين ماده از روشي به نام M-EELS يا طيف‌سنجي كاهش انرژي الكترون با تفكيك تكانه استفاده كرده‌اند. اين همان روشي است كه پيش از اين براي كشف ذره بنيادي معروف «بوزون هيگز» هم استفاده شده بود.

اكسيتونيوم به قدري ناشناخته است كه دانشمندان هنوز هيچ ايده‌اي در مورد خواص آن ندارند. برخي مي‌گويند اين ماده مي‌تواند به‌عنوان يك عايق ايفاي نقش كند، يعني توانايي انتقال انرژي يا تكانه را ندارد. ديگران از آن به‌عنوان يك «ابرشاره» ياد مي‌كنند كه قادر است بدون هيچ‌گونه اتلافي، انرژي و تكانه را انتقال دهد، يعني دقيقا مخالف عايق!