Osservato il trione, una nuova quasi-particella

I fisici le chiamano quasi-particelle: composti di particelle più piccole che, nel complesso, si comportano come un’entità unica, non interagente e dal comportamento predicibile. Si tratta di entità molto elusive e difficili da rivelare: ecco perché la comunità dei fisici è sempre ben contenta di osservarne di nuove. È il caso recente di una quasi-particella, chiamata trione negativo, appena identificata, per la prima volta al mondo, dagli scienziati del Department of Energy allo Oak Ridge National Laboratory. I ricercatori, come raccontano sulle pagine di Physical Review B, hanno osservato la quasi-particella in uno strato sottilissimo (100mila volte più sottile di un capello umano, per la precisione) dimateriale semiconduttore.

“Abbiamo osservato dei trioni negativi in uno strato di disulfuro di tungsteno bidimensionale eccitato da un fascio laser”, ha spiegatoAbdelaziz Boulesbaa, coautore dello studio. “Si tratta di una scoperta che potrebbe aprire nuove opportunità per applicazioni nel campo della optoelettronica e dell’informatica, così come nella fisica fondamentale dei materiali bidimensionali”. Ecco di cosa si tratta: quando un semiconduttore assorbe la luce, gli elettroni possono essere strappati dagli atomi cui appartengono e generare una corrente elettrica. In particolare, l’eccitazione provocata dalla luce crea una coppia di cariche (una negativa, l’elettrone, per l’appunto, e una positiva, la lacuna, ossia il buco lasciato libero dall’elettrone stesso) che, nell’insieme, è una quasi-particella detta eccitone. Il trione negativo si osserva quando un eccitone si lega, a sua volta, a un altro trione (poco sorprendentemente, se un eccitone si lega a una lacuna si ha un trione positivo).

Per osservare la strana quasi-particella, gli scienziati hanno messo a punto una specie di telecamera (leggi: fascio di luce laser) in grado di registrare filmati all’altissima risoluzione temporale di 40 femtosecondi (milionesimi di biliardesimi di secondo). In questo modo, è stato possibile individuare la formazione – e la successiva scomparsa – di cinque trioni negativi, proprio nelle modalità predette dalla teoria. La scoperta potrà rivelarsi utile per lo sviluppo di nuove tecnologie nel campo dello sfruttamento dell’energia solare e dell’informatica quantistica.

Via: Wired.it
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