Дроплетон — новая квантовая квазичастица, обладающая необычными свойствами

Группа ученых-физиков из Германии и США создала новый вид экзотической квантовой квазичастицы, которую можно назвать квантовой каплей или дроплетоном (dropleton). Эта частица, являющаяся объединением нескольких разнородных частиц меньшего размера, при некоторых условиях демонстрирует поведение и свойства, присущие свойствам капли жидкости. Данное открытие, по мнению ученых, окажет весомое влияние на развитие некоторых областей нанотехнологий и может быть использовано для создания новых типов оптоэлектронных устройств, включая твердотельные лазеры, широко используемые в телекоммуникация и в потребительской электронике.

Квантовая капля, дроплетрон, представляет собой почти неуловимое явление. В своих экспериментах ученые-физики использовали ультраскоростной лазер, испускающий приблизительно 100 миллионов импульсов света в секунду. Свет этого лазера и некоторые другие условия окружающей среды привели к формированию в арсениде галлия дроплетов, которые существовали всего на протяжении 2.5 миллиардных долей секунды. Несмотря на столь короткое время существования дроплета, эта частица весьма стабильна и времени ее существования вполне достаточно ученым для проведения исследований в области изучения взаимодействия света с некоторыми определенными типами материи.

Подобная квазичастица, экситон (exciton), была известна ученым уже достаточно давно. Экситон состоит из комбинации свободного электрона и электронной дырки, места в кристаллической решетке полупроводникового материала, в котором отсутствует одна электронная связь. Квантовая капля, в отличие от экситона, состоит из пяти свободных электронов и пяти электронных дырок и обладает некоторыми уникальными свойствами, присущими жидкостям. В частности, по поверхности дроплетрона может идти волновая «рябь», почти такая же, которую можно наблюдать на поверхности воды.

«Эффекты, которые приводят к формированию дроплетронов, также влияют на поведение свободных электронов в оптоэлектронных устройствах, таких как светодиоды и лазерные диоды» — рассказывает Мацкильло Кира (Mackillo Kira), ученый-физик из университета Марбурга в Германии, — «В будущем мы сможем заставить эти эффекты работать на пользу людям и при их помощи мы надеемся сделать некоторые оптоэлектронные устройства более эффективными и более быстродействующими».