Dimostrata l’esistenza di una nuova forma di materia

Molti decenni fa, gli scienziati avevano teorizzato la possibilità di uno strano materiale chiamato excitonium

I ricercatori della University of Illinois hanno annunciato l’entusiasmante scoperta di una nuova forma di materia: l’excitonium. Questo materiale è costituito da una specie di bosone, una particella composita che potrebbe consentire alla materia di agire come superfluido, superconduttore o anche come cristallo elettronico isolante.

Il professore di fisica Peter Abbamonte e il suo team hanno lavorato insieme ai colleghi dell’Illinois, della University of California, Berkeley e della University of Amsterdam per dimostrare una volta per tutte l’esistenza di questo strano e misterioso tipo di materia teorizzato più di 50 anni fa – hanno descritto il loro metodo di rilevazione sulla rivista Science.

L’excitonium è un condensato composto da eccitoni, che sono ciò che si ottiene quando si combinano gli elettroni fuggiti e i «buchi» che hanno lasciato. Questo accattivante accoppiamento quantomeccanico è possibile perché, nei semiconduttori, gli elettroni sul bordo di un livello di energia in un atomo sono in grado, una volta eccitati, di saltare nel livello di energia successivo, lasciando un «buco» nel livello precedente. Questo buco si comporta come una particella caricata positivamente, attirando l’elettrone caricato negativamente che fuoriesce.

Fino ad ora, gli scienziati non avevano avuto gli strumenti sperimentali necessari per distinguere con certezza se stessero rilevando eccitoni o un’altra fase analoga della materia. Usando una tecnica innovativa, tuttavia, questo team di ricerca è stato in grado di misurare definitivamente, per la prima volta, le eccitazioni collettive delle particelle bosoniche a bassa energia, gli elettroni accoppiati e i buchi, indipendentemente dalla loro quantità di moto. In altre parole, questa è stata la prima osservazione di una fase soft del plasmone (https://it.wikipedia.org/wiki/Plasmone), che è il precursore della condensazione dell’eccitone.

Dopo tutti questi anni da quando il termine «excitonium» è stato coniato e dopo tanti sforzi per dimostrare la sua esistenza, finalmente si è riusciti nell’impresa.
Ora il nuovo materiale sarà studiato. Ovviamente, come superconduttore e superfluido, l’excitonium, con il suo incredibile potenziale, potrebbe essere utilizzato per l’ulteriore sviluppo di tecnologie esistenti.