2007年5月29日 星期二

科學家創造出新型態物質:極化子超流體

Researchers Create New Form of Matter

http://www.physorg.com/news98645866.html

匹茲堡大學的物理學家展示一種新形態物質,那結合(meld)雷射與世上最佳導體 -- 超導體的特性。

這項研究引介了一種新方法,將能量如同低能量一樣,從一點移動到另一點,這表示一束光線將如同雷射般產生。

Pitt 研究者以及他們在新澤西州 Alcatel-Lucent Bell 實驗室當中的同事會在 5/18 該期的 Science 上詳述細節。

這 種新狀態是一個裝滿能量粒子,稱之為電磁極化子(polariton,或稱電磁耦子、電磁激子)的固體。這些極化子已經被捕獲並且減慢,領導研究者 David Snoke 解釋,他是匹茲堡大學藝術與科學學院,物理與天文學系的副教授。Snoke 同 Pitt 的畢業生 Ryan Balili 與 Vincent Hartwell 一起投入這項研究。

使用特製的,具有奈米厚度階層的光學結構 -- 那允許極化子在固體裡自由的移動 -- Sonk 與他的同事,以超流體的形態捕捉極化子。在超流體與它們的固態相似物,超導體,中合併成為一種單一能量波,而非個別粒子。

在超導體中允許完美的電流出現。而在 Pitt 所展示的物質新狀態,可被稱為極化子超流體(polariton superfluid)-- 這種波的行為導致一種純粹的光束產生,有點類似雷射,不過能源效率更高。

傳統上來說,超流體與超導體需要極低溫,分別約為攝氏 -267.7 度與-173.3 度。此極化子超流體在更較高溫度下更加穩定,而且在不久的未來,或許就能夠在常溫下展示。

Pitt 的研究建立在當前世界各物理實驗室要創造物質的努力上,它們混合了超導體與雷射的特性。 Snoke 的研究提供了捕捉並操作能量粒子的新方法。運用在科技上,這種技巧能為經由固態物質傳輸的光學訊號,提供新的控制方法。

Snoke 的極化子捕捉設計與玻色--愛因斯坦凝聚這種技術十分類似。玻色--愛因斯坦凝是由原子於氣態下所構成的超流體。三位科學家在 2001 因為製造出這種凝聚而榮獲諾貝爾物理學獎。


※ 相關報導:

* Bose-Einstein Condensation of Microcavity Polaritons in a Trap
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/316/5827/1007
R. Balili, V. Hartwell, D. Snoke, L. Pfeiffer, K. West
Science 18 May 2007: Vol. 316. no. 5827, pp. 1007 - 1010
DOI: 10.1126/science.1140990

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