Plazmonlar gerçekten de tuhaf yarı parçacıklardır. Dördüncü ve en yaygın toplanma durumu olan plazmadaki nicelleştirilmiş salınımlar tarafından yaratılırlar. Işık, kendi parçacığı olan foton ile elektromanyetik bir titreşim olduğu gibi, diğer titreşimler de benzer bir şey yaratabilir. En tuhaf plazmonlardan biri şüphesiz Pines’ Demon’dur ve kulağa bir kriptid gibi gelmesi, onun rezil statüsüne yalnızca katkıda bulunur. Ancak on yıllar sonra nihayet fark edildi.
Peki bu plazmon “iblis” adını kazanmak için ne yaptı? 1956’da teorik fizikçi David Pines, bir katıdaki elektronların belirli koşullar altında kendilerinden oldukça farklı davranabileceğini fark etti: elektronların küçük ama belirli bir kütlesi ve bir elektrik yükü vardır. Ancak kütlesi, elektrik yükü ve ışıkla etkileşimi olmayan bir yarı parçacık oluşturmak için etkileşime girebilirler. Aslında, bu yarı-parçacık orada olacaktı ama biz onu göremedik. Bize oldukça şeytani geliyor.
Pines iblisinin keşfi aslında bir kazaydı. Ekip, stronsiyum metal rutenat üzerinde çalıştı çünkü yüksek sıcaklık süper iletkenleriyle benzerlikleri var. Süper iletkenliğin tam olarak nasıl oluştuğunu bilmiyoruz, bu nedenle LK-99 oda sıcaklığında olası bir süper iletken olarak bu kadar büyük ilgi görüyor. İblislerin bir rol oynadığından şüpheleniliyordu, ancak anlaşılmazlıkları avlanmayı elverişsiz hale getiriyordu.
Ekip, yüksek kaliteli metal numunelerde elektronları ateşleyerek numunenin elektronik özelliklerini inceledi. Bu standart bir teknik değildir, ancak metalde oluşan plazmonların incelenmesini mümkün kılmıştır. Bir tanesinin hiç kütlesi olmadığını görünce şaşırdılar.
“İlk başta ne olduğu hakkında hiçbir fikrimiz yoktu. İblisler ana akımda değil. Bu fırsat erkenden ortaya çıktı ve temelde ona güldük. Ama bir şeyi dışlamaya başlar başlamaz, onu gerçekten yaptığımızdan şüphelenmeye başladık. Quantinuum‘un şu anki araştırma görevlisi Ali Hussain bir açıklamada.
Araştırmacıların gerçekten bir iblis gördüklerini doğrulamak için malzemenin özelliklerini detaylı bir şekilde analiz etmesi gerekiyordu. İblisler hiçbir yerde ortaya çıkmaz.
Urbana-Champaign’deki Illinois Üniversitesi’nden ortak yazar Dr. J. Edwin Huang, “Pines’in iblis tahmini oldukça özel koşullar gerektiriyor ve stronsiyum ruthenate’in bir iblisin olup olmayacağı hiç kimse için net değildi” diye ekledi. “Neler olduğunu anlamak için mikroskobik bir hesaplama yapmak zorundaydık. Bunu yaparken, Pines tarafından tanımlandığı gibi, antifazda neredeyse aynı güçte salınan iki elektron bandından oluşan bir parçacık bulduk.
Ekip, onu tesadüfen bulmalarının tesadüf olmadığını iddia ediyor. Az çalışılan materyali standart olmayan bir yöntemle test etmeye çalıştılar. Ve başka bir şey buldular.
Urbana-Champaign’deki Illinois Üniversitesi’nden Profesör Peter Abbamonte, “Bir şeyleri kolayca ölçebilmenin önemini gösteriyor” dedi. “Büyük keşiflerin çoğu planlanmamıştır. Yeni bir yer arıyorsunuz ve orada ne olduğunu görüyorsunuz.
Bu yazı Nature adresinden derlenmiştir.