کشف نوع سومی از مواد بلوری با دو خاصیت متضاد

تاکنون محققان بر این باور بودند که تنها دو نوع جامد در طبیعت وجود دارد. یکی همان
جامد متعارف که بر اثر وارد آمدن فشار بر مایع و فشرده شدن آن به‌وجود می‌آید و
دیگری جامدی که بر اثر کاهش فشار وارد بر مایعات کوانتومی چگال الکترونی (در فلزات)
یا یونی (کوتوله‌های سفید یا ستاره‌های نوترونی) ایجاد می‌شود.

اخیرا گروهی از محققان دانشگاه کیل آلمان، جامد نوع سومی را کشف کرده‌اند که خواص
هر دو نوع جامد قبلی را دارد. به گفته آنها چنین رفتاری می‌تواند به حالت‌های باندی
شبه‌اتمی الکترون-حفره‌ها در بلورهای هیدروژن- اکسایتون واقع در چاه کوانتومی یک
نیم رسانا که در یک میدان الکتریکی قوی قرار گرفته‌اند مربوط باشد.

به باور جنز بونینگ راز وجود دو رفتار ذوبی متضاد در این ماده نیروهایی است که بین
دو اکسایتون عمل می‌کنند. در فشار پائین، نیروی دوقطبی بین اکسایتون‌ها موجب دور
شدن آنها ازهم و تشکیل مایع کوانتومی می‌شود. با فشرده شدن این اکسایتون‌ها، این
مایع منجمد شده و به‌صورت یک بلور اکسایتونی در می‌آید.

فشار بیشتر بر این اکسایتون‌ها، آنها را آنقدر به‌هم نزدیک می‌کند که ماهیت موج
کوانتومی اجزای تشکیل دهنده آنها (الکترون- حفره‌ها) شروع به تضعیف این نیروها کرده
و با افزایش فشار، این بلور کوانتومی مجددا ذوب می‌شود. این محققان با انجام
شبیه‌سازی رایانه‌ای کامل و دقیق توانسته‌اند مکان این بلورهای عجیب اکسایتونی را
(به‌خصوص در مورد چاه‌های کوانتومی سلنید روی یا آرسنید گالیوم) به‌دقت پیش‌بینی
کنند. البته تحقق عملی این پیش‌بینی‌ها مستلزم آزمایش وتحقیق بیشتر است.

گفتنی است نتایج این بررسی در شماره جاری نشریه Physical Review B با عنوان”
بلوری‌سازی یک ابرسیال اکسایتونی” منتشر شده است.