科学家发现了一种由亚原子粒子组成的奇怪物质

科学家们一直在寻找下一个奇怪而奇妙的材料，刚刚，他们找到了：一种玻色子相关绝缘体，这是它的技术名称，它既是一种新材料，也是一种全新的物质状态。

它是由一层二硒化钨和一层二硫化钨组成的晶格，它们彼此重叠，但又没有完全对齐。这种轻微的错位产生了所谓的莫尔条纹，这里揭示了一些有趣的特性。

要了解这种物质的特殊之处，你需要了解什么是玻色子和费米子。在量子层面上，粒子分为两种主要类型：玻色子（像光子一样的力载体）可以共享相同的量子态，而费米子（像电子一样的物质粒子）则不能。通常，费米子更容易处理。

来自加州大学圣巴巴拉分校（UCSB）的凝聚态物理学家陈浩金（音译）说：“传统上，人们花了大部分精力来了解，当你把许多费米子放在一起时会发生什么。我们工作的重点是，我们基本上用相互作用的玻色子制造了一种新材料。”

费米子也有半整数的量子自旋（例如，1/2，3/2，5/2），不像玻色子的全整数（任何整数）自旋，这就是它变得更有趣的地方。

两个费米子，一个带负电荷的电子和一个带正电荷的相反“空穴”（电子可能存在的地方），也可以结合形成一个具有完整整数自旋的激子，然后，它也可以作为玻色子粒子发挥作用。

研究人员利用一种称为“泵浦一探测光谱”的基于光的技术，创造并探测了系统中激子的行为 —— 来自二硫化钨的电子和来自二硒化钨的“空穴”。

科学家们观察到，激子在强相互作用的驱动下达到一定的密度，并变得无法移动。这种不动导致了一种晶体状态，它充当绝缘体，一种特殊的材料，一种以前从未见过的状态。

加州大学伯克利分校（UCSB）的物理学家熊日晨（音译）说：“这里发生的事情是，我们发现了促使玻色子进入高度有序状态的关联。”

这就是晶格设置示意图。WSe2=二硒化钨。WS2=二硫化钨。洋红色球体表示空穴，青色球体表示电子。

该团队认为，他们的方法可能会导致更多玻色子材料的进一步发现，并为所有科学家在真实场景中研究玻色子，而不是在合成系统中研究玻色子提供了一种改进的方法。

如果，一种新发现的物质不能立即找到实际用途，你可能会认为它不那么重要 —— 但这些奇异的新发明帮助科学家了解我们周围的宇宙是如何组成的。

虽然，激子在过去已经得到了很好的研究，但值得注意的是，它们彼此之间的强烈反应以及由此产生的性质 —— 由莫尔条纹晶格和泵浦探针光谱产生。

物理学家熊日晨（音译）表示：“我们知道一些材料具有非常奇怪的特性。凝聚态物理的一个目标就是，理解为什么它们具有这些丰富的特性，并找到使这些行为更可靠地出现的方法。”

这项研究发表在《科学》杂志上。

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