Zanim jednak pojawiły się skrystalizowane bozony, członkowie zespołu badawczego musieli wykorzystać fermiony, również będące cząstkami elementarnymi. Stanowią one podstawowy budulec materii, podczas gdy bozony przenoszą siłę elektrostatyczną. Te pierwsze mają też spin równy połowie liczby całkowitej, natomiast w przypadku drugich jest on równy pełnej liczbie całkowitej.
Czytaj też: Nigdy jej nie widzieliśmy. Mimo tego wiemy, co z tej tajemniczej materii może powstawać
Wspierani przez badaczy z Japonii, amerykańscy naukowcy nazywają ten nowy stan skupienia materii bozonowym izolatorem skorelowanym. Co więcej, twierdzą oni, że jest to pierwszy przypadek, w którym taki materiał powstał w niesyntetycznym układzie materii. Szczegóły na temat całego przedsięwzięcia zostały zaprezentowane na łamach Science.
Kiedy ujemnie naładowany fermion zostanie sparowany z innym dodatnio naładowanym, dojdzie do połączenia ich spinów równych połowie liczby całkowitej. Wtedy też powstanie spin równy pełnej liczbie całkowitej i zrodzi się cząstka bozonowa. O ile fermiony są stosunkowo łatwe do badania, tak znacznie trudniej sprawy mają się w przypadku bozonów, które zazwyczaj nie oddziałują ze sobą i są trudniejsze w tworzeniu.
Właśnie dlatego wspomniani naukowcy szukali sposobów na pozyskiwanie bozonów, aby skuteczniej badać ich właściwości. Do realizacji tego celu użyli dwóch siatek: z diselenku wolframu i dwusiarczku wolframu. Zostały one na siebie nałożone, stosując przy tym delikatny skręt. Dzięki umieszczeniu jednej z siatek względem drugiej pod kątem, powstał charakterystyczny wzór, zwany prążkami mory.
Nowy stan skupienia materii został uzyskany dzięki połączeniu dwóch siatek wykonanych z disiarczku wolframu i diselenku wolframu
Następnie badacze oświetlili powstałą strukturę z użyciem natężonego światła. Połączenie cząstek z obu siatek (elektronów z disiarczku wolframu i dziur z diselenku wolframu) przy udziale światła sprawiło, że pojawiły się warunki przydatne w kontekście tworzenia ekscytonów. Zaczęły między nimi zachodzić również interakcje, za sprawą których naukowcy byli w stanie skuteczniej poznawać ich tajemnice. Po osiągnięciu pewnej gęstości przeszły one w stan krystaliczny.
Czytaj też: Zwiększyli dokładność pomiarów bilion razy. Fińscy naukowcy napędzą rozwój technologii kwantowej
Jak wyjaśniają autorzy badań, luźno ułożone bozony w bardzo niskich temperaturach utworzą kondensat, lecz w przypadku prowadzonych eksperymentów zorganizowały się one w symetryczny izolator stały i neutralne pod względem ładunku. Stanowi to potwierdzenie, iż proponowana metoda dobrze sprawdza się w tworzeniu bozonów i prowadzeniu na nich badań. W przyszłości powinno to doprowadzić do efektywniejszego poznawania tajemnic nie tylko ekscytonów, ale również innych materiałów. Niewykluczone, że dotychczasowe dokonania przyniosą jeszcze wiele długofalowych korzyści.
