(Daniel Grizelj/Digital Vision/Getty Images) Ein Quasiteilchen ist eine Ansammlung von Quanteneigenschaften zwischen Teilchen, die auf ihre eigene, teilchenähnliche Weise wirken.
Im Gegensatz zu grundlegenden Materiebestandteilen wie Elektronen und Quarks sind Quasiteilchen keine Mitglieder der Materie Standardmodell . Und anders als Neutronen, Protonen oder sogar Atome und Moleküle sind sie keine unabhängigen Strukturen, die für sich allein im freien Raum schweben.
Ähnlich wie Elementarteilchen haben Quasiteilchen jedoch grundlegende Eigenschaften wie Ladung und Spin. Beispielsweise hat ein „Elektron-Quasiteilchen“ den gleichen Spin und die gleiche Ladung wie seine Elektronenkomponente, aber in Kombination mit anderen Quanteneinflüssen kann seine Masse ganz anders sein.
Es wurden theoretische Modelle gefunden Beispiele für Quasiteilchen, die grundsätzlich unsterblich sind. Während eine Form des Verfalls unvermeidlich ist, können identische Partikel wie ein Phönix aus der Asche aufsteigen und den Kreislauf auf unbestimmte Zeit am Laufen halten.
Die Geschichte der Quasiteilchen
Der erste Forscher, der diese „Art, aber nicht wirklich Teilchen“ beschrieb, war der russische Physiker Lev Landau .
Während Landau das merkwürdige superflüssige Verhalten von flüssigem Helium untersuchte, stellte er Verbindungen zur Aktivität der Flüssigkeit und einem Quantenkonzept her, das als gekleidete Teilchen bekannt ist. Dabei handelt es sich um nackte Teilchen (z. B. Elektronen), kombiniert mit Eigenschaften anderer Anregungen in ihrem Quantenfeld, z. B. Photonen oder Wechselwirkungen mit Positronen.
Seitdem hat sich unser Verständnis von Quasiteilchen als Konzept sprunghaft erweitert. Obwohl ihre Entstehung ausführlich theoretisch beschrieben wurde, dauerte es bis 2016 Wissenschaftler konnten messen und beobachten Beispiele dieser ultraschnellen, kurzlebigen Phänomene in Echtzeit.
Quasiteilchen könnten dabei eine große Rolle spielen Supraleitung verstehen sowie die Zukunft einiger Arten von Quantencomputing-Technologie .
Beispiele für Quasiteilchen
Polaron : Ein sich bewegendes Elektron, das mit umgebenden Atomen auf eine Weise interagiert, die seine Ladung durch eine Polarisationswolke abschirmt.
Exziton : Ein Elektron, das an eine Ladungslücke gebunden ist, die als an bezeichnet wird Elektronenloch .
Majorana Fermion : Ein neutral geladenes Quasiteilchen, das gleichzeitig als Teilchen und sein eigenes Antiteilchen betrachtet wird.
Phonon : Das Quantenäquivalent einer Schallwelle oder einer Schwingung durch Atome in einer ordentlichen Kristallanordnung.
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