Cercetatorii au identificat o noua particula exotica – picatura cuantica

Fizicienii germani si americani au anuntat ca au descoperit un nou tip de particula exotica, formata din mai multe particule de dimensiuni mai mici, care trece rapid la o stare solida, formand un fel de picatura cu proprietati atat lichide cat si cuantice, informeaza AFP.

Datorita caracteristicilor sale, cercetatorii au denumit-o „picatura cuantica”, sau „dropleton” (droplet, in eng. – picatura). Intr-un studiu publicat saptamana trecuta in revista Nature, fizicienii au precizat ca ea se comporta partial asemenea unei picaturi lichide si au descris-o ca o cvasi-particula datorita faptului ca reprezinta un amalgam din paticule mai mici de tipuri diferite.

Cvasi-particulele sunt ansamburi mici de particule elementare (electroni, protoni etc.) care pot sa ia o forme solide, adesea semi-conductori, si in aceasta configuratie interactioneaza cu mediul lor avand un comportament previzibil si reproductibil.

De exemplu, electronii sunt adevarate particule elementare are nu pot fi divizate in alte entitati. Dar atunci cand se gasesc in cadrul unor materiale, ei se pot aranja si combina pentru a forma sisteme cu un comportament neobisnuit.

Acesta este si cazul unei cvasi-particule deja cunoscute, excitonul, care apare atunci cand, sub efectul fortelor electrostatice, un electron este asociat cu o „gaura”, un loc in care o structura solida sau un alt electron ar trebui sa se gaseasca, insa in care nu se afla nimic.

Noua cvasi-particula descoperita de cercetatorii de la JILA, un laborator guvernamental american situat in Colorado, cu ajutorul unui grup de cercetatori germani, este un ansamblu fara precedent de circa 5 electroni si 5 astfel de „gauri”: un obiect cuantic care se comporta in unele aspecte precum un lichid. De exemplu, „poate prezenta ondulatii”, ca atunci cand arunci o piatra intr-un lac, explica JILA intr-un comunicat de presa.

Chiar daca acest lego microscopic are o durata de viata ce poate parea ridicola muritorilor de rand – 2,5 miliardimi de secunda – este totusi suficient de stabili in ochii fizicienilor pentru a le permite sa studieze interactiunile dintre lumina si materie, spun fizicienii.

„In ceea ce priveste aplicatiile concrete, nu putem vorbi de o inventie plecand de la picatura cuantica. Insa ea poate fi de interes pentru imbunatatirea cunostintelor noastre privind comportamentul electronilor in diferite situatii, in special in sistemele optoelectronice” (telecomunicatii prin fibra optica, lasere etc.), a precizat Steven Cundiff, unul dintre cercetatorii care au luat parte la studiu.

Pentru a descoperi aceasta particula, fizicienii au bombardat un semiconductor GaAs (arseniura de galiu) cu ajutorul unui laser, la o viteza de de 100 milioane de impulsuri pe secunda, pentru a crea o plasma plina cu excitoni. Dincolo de un anumit punct, excitonii se dizolva si dispar, facand loc acestor picaturi cuantice, precum niste bule suspendate intr-o baie de plasma.

Mecanica cuantica este o ramura a fizicii care studiaza miscarea particulelor materiale la scara atomica. Este esentiala pentru descrierea structurii atomilor. Particulele sun elementele constitutive de baza ale materiei. printre acestea se numara entitati subatomice precum electronii, protonii, neutronii si quarcuri. Arareori este descoperita o noua particula.