Каплю «электрической жидкости» можно выдавить из полупроводника, стреляя по нему из лазера: получится квантовая капля, новый тип элементарных частиц, которая поможет понять взаимодействие света и материи. Перемещаясь по полупроводникам, электроны оставляют за собой «дырки», или «зияния» (незаполненную валентную связь), которые считаются самостоятельными частицами. Электроны могут связываться с дырками (почти так же, как электрон кружится вокруг протона в атоме водорода). Пары «электрон-дырка» называются экситонами (на иллюстрации), и они, в свою очередь, объединяются в квази-молекулы (полиэкситоны).
Макилло Кира (Mackillo Kira) из Марбургского университета (Германия) и его группа продвинули эту квази-химию еще на один шаг вперед: они обнаружили, что некоторые полиэкситоны обладают свойствами жидкости, создавая новую квази-частицу. Ученые назвали ее каплетоном, или квантовой каплей. «Наше открытие добавило новый элемент в “периодическую таблицу” квази-частиц», – говорит Кира.
Ученые получили каплетоны, выстрелив из лазера по полупроводнику, что создало множество несвязанных электронов и дырок. Если лазер обладает определенными квантовыми свойствами, группы этих частиц ведут себя подобно жидкостям: электроны не объединяются в пары, а образуют вокруг дырок круговые волны, а дырки при этом располагаются так же, как атомы в жидкости. Для одного каплетона достаточно четырех электронов и четырех дырок; у группы Киро получились каплетоны даже из 14 пар!
Частицы «прожили» всего 25 триллионных доли секунды – но даже этого срока достаточно для того, чтобы их изучить (и даже найти им технологическое применение).