Физики обнаружили квазичастицу-демон, предсказанную в 1956 году

Исследователи из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне экспериментально подтвердили существование безмассовой нейтральной квазичастицы, получившей название «демон Пайнса». Теорию о существовании этого плазмона выдвинул физик Дэвид Пайнс почти семь десятилетий назад.

Открытие произошло в ходе изучения металлического рутената стронция. Учёные пытались выяснить, почему этот материал проявляет свойства, характерные для высокотемпературных сверхпроводников, при этом не являясь таковым. В процессе эксперимента команда испускала электроны из кристалла рутената стронция и измеряла энергию их движения с высокой точностью.

При анализе данных исследователи зафиксировали квазичастицу с необычными характеристиками: она двигалась медленнее поверхностного плазмона, но быстрее акустического фонона. Дальнейшее изучение показало, что обнаруженная частица полностью соответствует описанию демона Пайнса — безмассового плазмона с нейтральным зарядом.

Демон представляет собой особый тип коллективного движения электронов в плазме. Отсутствие массы и заряда делало его обнаружение крайне сложной задачей на протяжении десятилетий.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. По мнению авторов работы, открытие имеет значение для понимания механизмов высокотемпературной сверхпроводимости. Существующая теория БКШ не объясняет поведение всех сверхпроводящих материалов, а демон Пайнса может участвовать в переходе веществ в сверхпроводящее состояние при относительно высоких температурах около минус 130 градусов Цельсия.

Источник: Popular Mechanics