Nature knows two opposite types of

Nature knows two opposite types of solids: one that emerges upon compression from a liquid and a second that appears if the pressure on a liquid is reduced. While the former is typical for substances in our everyday life the latter occurs for example in a dense quantum liquid of electrons (such as in metals) or ions (in exotic white dwarf or neutron stars).

Now it has been shown that there exists yet a third form of matter that inherits both of these properties. This unusual behaviour has been predicted to exist in crystals of excitons -- hydrogen atom-like bound states of electrons and holes -- in a semiconductor quantum well placed in a strong electric field.

A team from Kiel University (Germany) consisting of Dr. Jens Bönning, Privatdozent Alexei Filinov and Prof. Michael Bonitz has performed extensive accurate computer simulations that shed light on the mysterious properties of this material.

The results appear in the current issue of Physical Review B. There the authors present a simple explanation for the coexistence of the two seemingly contradicting melting behaviours.

The secret lies in the character of the forces acting between two excitons: at low pressure excitons repel each other via a dipole force and form a quantum liquid. Upon compression this fluid freezes into an exciton crystal. Further compression brings two excitons so close together that the quantum wave nature of their constituents (electrons and holes) starts to weaken the forces. As a consequence, further compression leads to an increasing overlap of the exciton quantum waves that is no longer balanced by the inter-exciton repulsion, and the crystal melts again.

The researchers have made precise predictions where to search for this exotic crystal of excitons (particularly well suited are zinc selenide or gallium arsenide quantum wells) -- it is now up to the experimentalists to find this new state of matter.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

รู้ธรรมชาติสองชนิดตรงข้ามของของแข็งหนึ่งที่โผล่ออกมาเมื่อบีบอัดจากของเหลวและเป็นครั้งที่สองที่จะปรากฏขึ้นหากความดันในของเหลวจะลดลง ในขณะที่อดีตเป็นเรื่องปกติสำหรับสารในชีวิตประจำวันของเราหลังเกิดขึ้นเช่นในของเหลวควอนตัมความหนาแน่นของอิเล็กตรอน (เช่นในโลหะ) หรือไอออน (ในดาวแคระขาวที่แปลกใหม่หรือดาวนิวตรอน). ตอนนี้มันได้แสดงให้เห็นว่ามีอยู่ยัง รูปแบบที่สามของเรื่องที่สืบทอดทั้งคุณสมบัติเหล่านี้ พฤติกรรมที่ผิดปกตินี้ได้รับการคาดการณ์ว่าจะอยู่ในผลึกของเอ็กซิตอน - ไฮโดรเจนอะตอมเหมือนรัฐผูกพันของอิเล็กตรอนและหลุม - ในควอนตัมเซมิคอนดักเตอร์ที่วางไว้อย่างดีในสนามไฟฟ้าที่แข็งแกร่ง. ทีมงานจากมหาวิทยาลัยคีล (เยอรมนี) ซึ่งประกอบด้วยดร. Jens Bonning, อเล็กซี่ Privatdozent Filinov และศ. ไมเคิล Bonitz ได้ดำเนินการอย่างกว้างขวางแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่ถูกต้องหลั่งน้ำตาแสงในคุณสมบัติลึกลับของวัสดุนี้. ผลปรากฏในปัญหาปัจจุบันของทางกายภาพรีวิวบีมีผู้เขียนนำเสนอคำอธิบายที่ง่ายสำหรับการอยู่ร่วมกัน ของทั้งสองดูเหมือนจะขัดแย้งกับพฤติกรรมการละลาย. ความลับอยู่ในลักษณะของแรงที่กระทำระหว่างสองเอ็กซิตอนนี้ที่ความดันต่ำเอ็กซิตอนขับไล่กันผ่านแรงขั้วและรูปแบบควอนตัมเหลว เมื่อบีบอัดของเหลวนี้ค้างเข้าไปคริสตัล exciton การบีบอัดเพิ่มเติมนำสองเอ็กซิตอนเพื่อให้ใกล้กันว่าธรรมชาติคลื่นควอนตัมขององค์ประกอบของพวกเขา (อิเล็กตรอนและหลุม) เริ่มที่จะอ่อนตัวลงกองกำลัง เป็นผลให้การบีบอัดต่อไปนำไปสู่การทับซ้อนกันที่เพิ่มขึ้นของคลื่นควอนตัม exciton ที่จะมีความสมดุลอีกต่อไปโดยแรงผลักระหว่าง exciton และคริสตัลละลายอีกครั้ง. นักวิจัยได้ทำให้การคาดการณ์ที่แม่นยำที่จะค้นหานี้คริสตัลที่แปลกใหม่ของเอ็กซิตอน ( เหมาะอย่างยิ่งที่มีสังกะสีหรือแกลเลียม selenide หลุมควอนตัม arsenide) - มันคือตอนนี้ถึง experimentalists เพื่อหารัฐใหม่ของเรื่องนี้

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ธรรมชาติรู้ว่าสองชนิดที่ตรงข้ามของของแข็ง : หนึ่งที่โผล่ออกมาตามแรงกดจากของเหลวและวินาทีที่ปรากฏ ถ้าความดันในของเหลวจะลดลง ในขณะที่อดีตเป็นปกติสำหรับสารในชีวิตประจำวันของเราหลังเกิดขึ้นตัวอย่างเช่นในของเหลวควอนตัมของอิเล็กตรอนหนาแน่น เช่น ในโลหะ ) หรือไอออน ( ในที่แปลกใหม่ ขาวแคระหรือดาวนิวตรอน ) .

ตอนนี้มันได้ถูกแสดงว่ามีอีกสามเรื่องที่สืบทอดรูปแบบของทั้งสองของคุณสมบัติเหล่านี้ พฤติกรรมที่ผิดปกตินี้ถูกคาดการณ์ว่าจะอยู่ในผลึกของอะตอมไฮโดรเจน เช่น ผูก excitons -- รัฐของอิเล็กตรอนและหลุม -- ในสารกึ่งตัวนำควอนตัมวางไว้อย่างดีในแข็งแรงสนามไฟฟ้า

ทีมจากมหาวิทยาลัยคีล ( เยอรมัน ) ซึ่งประกอบด้วย ดร. เจน nning B ö ,privatdozent อเล็ก filinov และ ศ. ไมเคิล bonitz ได้ปฏิบัติอย่างละเอียดถูกต้องคอมพิวเตอร์จำลองที่หลั่งแสงในคุณสมบัติลึกลับของวัสดุนี้

ผลปรากฏในปัญหาปัจจุบันของการตรวจสอบทางกายภาพ B . เสนอตัวเป็นคำอธิบายง่ายๆ สำหรับการอยู่ร่วมกันของทั้งสองดูเหมือนจะขัดแย้งกับการละลายพฤติกรรม .

ความลับอยู่ในตัวละครที่กำลังแสดง ระหว่างสอง excitons : excitons ความดันต่ำขับไล่แต่ละอื่น ๆผ่านทางขั้วแรงและแบบฟอร์มควอนตัมของเหลว เมื่อการบีบอัดของเหลวนี้ค้างใน exciton คริสตัล การบีบอัดเพิ่มเติม ทำให้สอง excitons ดังนั้นใกล้ชิดด้วยกันว่า คลื่นควอนตัมขององค์ประกอบของธรรมชาติ ( อิเล็กตรอนและหลุม ) เริ่มโรยแรงที่ผลที่ตามมา , การบีบอัดเพิ่มเติมนำไปสู่การเหลื่อมกันของ exciton ควอนตัมคลื่นที่ไม่สมดุล โดย อินเตอร์ exciton การขับไล่และคริสตัล

ละลายอีกครั้งนักวิจัยได้ทำให้การคาดการณ์ที่แม่นยำที่จะค้นหาคริสตัลที่แปลกใหม่ของ excitons ( โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะซิงค์ซีลีไนด์ หรือแกลเลียมอาร์เซไนด์ควอนตัมเวลล์ ) -- ตอนนี้ถึง experimentalists เพื่อค้นหาสภาพใหม่ค่ะ
.