Una nuova quasiparticella è stata scoperta presso l’Istituto di tecnologia di Vienna. Gli scienziati l’hanno soprannominato π-ton, una quasiparticella che contiene due elettroni e due lacune. Esistono diversi tipi di particelle. Una di queste, le quasiparticelle appunto, sono eccitazioni in un sistema formato da molte particelle, ma che si comportano insieme come se fossero una cosa sola. Di recente, un team guidato da Anna Kauch ha scoperto una di queste particelle complesse.
La quasiparticella più semplice e conosciuta è il gap, che porta una carica positiva. Quando un elettrone con una carica negativa si muove, lascia un vuoto al suo posto. Non sembra esserci nulla di concreto (da cui il gap del nome, ossia “vuoto”), ma quell’assenza di elettroni si comporta in molti modi, proprio come se fosse una particella.
A differenza di un elettrone, il divario esiste solo insieme alle altre particelle ed è quindi considerato una quasiparticella.
Le particelle… delle emozioni
Anche così, il mondo della fisica ospita particelle più complesse, come le emozioni, che svolgono un ruolo centrale nella fisica dei semiconduttori, essendo alla base del funzionamento di vari componenti hardware.
Anna Kauch e i suoi colleghi dell’Università di Vienna, in Austria, stavano studiando precisamente l’eccitazione quando si sono resi conto che i loro calcoli stavano mostrando qualcosa di più ampio di quanto si aspettassero: elettroni e lacune non devono connettersi solo alle coppie.
I calcoli del team di scienziati hanno dimostrato la possibilità che due elettroni si legano a due lacune, formando una quasiparticella senza precedenti: π-ton o Pi-ton. “Il nome π-ton deriva dal fatto che due elettroni e due lacune sono tenuti insieme grazie a fluttuazioni della densità di carica o fluttuazioni di spin che invertono il loro carattere di 180 gradi da un punto della rete cristallina a quello successivo, ovvero da un angolo di pi, misurato in radianti”, ha spiegato il leader dell’indagine. “Sebbene siamo costantemente circondati da numerose quasiparticelle, la scoperta di una nuova specie di quasiparticelle è qualcosa di molto speciale“, ha commentato Karsten Held, il cui articolo scientifico è stato recentemente pubblicato su Physical Review Letters.
