在粒子的世界裡,有時兩個比一個好。例如,以電子對為例。當兩個電子結合在一起時,它們可以在沒有摩擦的情況下滑行透過一種材料,從而使該材料具有特殊的超導特性。這種成對的電子,或稱庫珀對,是一種混合粒子,即兩種粒子的複合體,表現為一體,具有大於其各部分之和的特性。
現在麻省理工學院的物理學家在一種不尋常的二維磁性材料中檢測到了另一種混合粒子。他們確定,這種混合粒子是一個電子和一個聲子(一種由材料的振動原子產生的準粒子)混合體。當他們測量電子和聲子之間的力量時,他們發現這種膠水或紐帶比迄今為止已知的任何其他電子-聲子混合體強10倍。
該粒子的特殊鍵表明,它的電子和聲子可能被串聯調整;例如,電子的任何變化都應該影響到聲子,反之亦然。原則上,施加在混合粒子上的電子激勵,如電壓或光,可以像通常那樣刺激電子,同時也影響聲子,從而影響材料的結構或磁效能。這種雙重控制可以使科學家們將電壓或光線應用於一種材料,不僅可以調整其電效能,還可以調整其磁性。
研究小組在三硫化鎳(NiPS3)中發現了這種混合粒子,這是一種二維材料,最近因其磁性而引起了人們的興趣。如果這些特性可以被操縱,例如透過新探測到的混合粒子,科學家們認為這種材料有一天可以作為一種新的磁性半導體而發揮作用,可以被製成更小、更快、更節能的電子產品。想象一下,如果我們能夠刺激一個電子,並讓磁力作出反應,那麼我們就可以製造出與今天的工作方式非常不同的裝置。