Pareģota jaunas svarīgas kvazidaļiņas eksistēšana

Oklahomas (ASV) universitātes pētnieku komanda nākusi klajā ar paziņojumu par pilnībā jauna eksitonu tipa paredzēšanu, un šīm daļiņām varētu piemist faktiski izšķiroša loma nākotnes kvantu iekārtu attīstībā.

Pētnieki par eksitoniem dēvē kvazidaļiņu, kas ir nanosistēmā ilgdzīvojošs uzbudināts stāvoklis, kuru veido elektrons un pozitīvi lādēts caurums. Sasaistīto elektrona un cauruma kustību kristālā un to pavadošos enerģijas pārneses procesus ērti var aprakstīt kā daļiņas pārvietošanos. Var piebilst, ka eksitoni novērojami izolatoros un pusvadītājos, kas ir mūsdienu datortehnoloģiju pamatā.

Pētnieki pareģojuši jauna tipa eksitona eksistēšanu, nodēvējot to par topoloģisko eksitonu, kas rodas materiālos, kurus dēvē par Černa izolatoriem. Tie ir materiāli, kuri ļauj elektronam griezties pa materiāla malām, taču iekšienē nevada elektrību, un tie spontāni veido vienvirziena strāvas, kas plūst vai nu pulksteņrādītāja, vai pretējā virzienā gar divdimensiju materiāla malām. Pareģots, ka, noteiktos apstākļos gaismai iedarbojoties uz Černa izolatoriem, eksitoniem piemitīs netriviālas topoloģiskās īpašības, kas saistītas ar izejas materiālā esošo elektronu un caurumu topoloģiju. Kad eksitoni sabrūk, tie atbilstoši pareģojumam izdala gaismu ar apļveida polarizāciju (elektriskā lauka vektors apraksta apli).

Var piebilst, ka tādi topoloģiskie eksitoni ir izmantojami jauna tipa optisko ierīču izstrādāšanā. Zemās temperatūrās eksitoni var veidot neitrālu superplūstošu šķidrumu, kas var novest pie jaudīgu polarizēto gaismas avotu un uzlabotu kvantu fotonu skaitļošanas ierīču radīšanas.