Истражувачи од Националната лабораторија „Лоренс Беркли“ забележаа Бозе-Ајнштајнов кондензат составен од ексцитони во атомски тенок полупроводник. Оваа колективна квантна состојба може електрично да се подесува, а нејзината внатрешна структура да се менува со примена на мало магнетно поле.
Ексцитоните се формираат кога електрон и електронска празнина се привлекуваат и се однесуваат како спарена честичка. За разлика од ексцитоните создадени со светлина, кои обично траат само околу милијардити дел од секундата, тимот создал стабилен систем во кој ексцитоните се наоѓаат во основна состојба и можат да достигнат квантна рамнотежа.
Уредот се состои од два атомски тенки полупроводнички слоја: молибден-диселенид, кој ги носи електроните, и волфрам-диселенид, кој ги носи електронските празнини. Меѓу нив има тенок слој од хексагонален бор-нитрид, што ги раздвојува носителите на полнеж, но овозможува доволно силна привлечна интеракција за создавање ексцитони.
Со магнетно-оптичка спектроскопија, изведена на криогени температури, научниците утврдиле дека знаците на кондензатот се одржуваат до околу 2 келвини, односно приближно 271 степен Целзиусов под нулата. Иако ова сè уште е екстремно ниска температура, таа е значително повисока од температурите што обично се потребни за Бозе-Ајнштајнови кондензати во ултраладни атомски гасови.
Најважното откритие е дека кондензатот не претставува едноставна квантна состојба. Ексцитоните имаат таканаречени спин-валиски степени на слобода, поврзани со нивниот спин и со движењето низ кристалната решетка. Така се создаваат две компоненти со различни внатрешни конфигурации.
Истражувачите покажале дека со мало магнетно поле може да се префрла меѓу различни фази на истиот ексцитонски флуид. Ова отвора нова платформа за проучување квантни флуиди во цврсти материјали и може да придонесе кон развој на квантни симулации, кохерентна оптоелектроника и побрзи, поефикасни уреди засновани на ексцитони.
Во следните истражувања тимот планира да испита дали овој кондензат може да се искористи за создавање суперфлуидни квантни уреди и кола.
