基本介紹
- 中文名：空穴子
- 外文名：holon
- 別稱：電荷子（chargon）
- 性質：準粒子
- 釋義：電荷自旋分離現象產生
空穴子來源,準粒子,凝聚態物理學,參見,
空穴子來源
一維關聯電子系統中因負電荷之間顯著的排斥作用而出現電荷自旋分離。2009年劍橋大學與伯明罕大學的研究發現，金屬板上的電子因量子隧穿效應跳躍到量子線上並分裂為兩個準粒子，分別為攜帶電子自旋性質的自旋子與攜帶電荷的空穴子。
準粒子
在物理學中，準粒子或稱集體激發是一種發生在微觀複雜系統的突現現象。例如固態系統中會好像存在著另一種虛擬的粒子。 以電子在半導體中的運動為例，電子在運動過程中受到來自原子核以及其它電子的作用，然而其行為可以視作帶有不同質量的自由電子。 這個帶有不同質量的“電子”稱為“準電子”（electron quasiparticle）。另外一個實例是在半導體的價帶集體行進的電子，其行為可以視作半導體中存在著帶正電的空穴往反方向運行。 其它的準粒子包括聲子（來自固態系統中原子的振動）、電漿（來自電漿的振盪）等許多種類。
作為少數簡化多體問題的手段之一，準粒子的概念在凝態物理尤其重要。
凝聚態物理學
固相以及液相是人們最為熟悉的凝聚相。除了這兩種相之外，凝聚相還包括一些特定的物質在低溫條件下的超導相、自旋有關的鐵磁相及反鐵磁相、超低溫原子系統的玻色-愛因斯坦凝聚相等等。對於凝聚態的研究包括通過實驗手段測定物質的各種性質，以及利用理論方法發展數學模型以深入理解這些物質的物理行為。
由於尚有大量的系統及現象亟待研究，凝聚態物理學成為了如今物理學最為活躍的領域之一。僅在美國，該領域的研究者就占到該國物理學者整體的近三分之一，凝聚態物理學部也是美國物理學會最大的部門。此外，該領域還與化學，材料科學以及納米技術等學科領域交叉，並與原子物理學以及生物物理學等物理學分支緊密相關。該領域研究者在理論研究中所採用的一些概念與方法也適用於粒子物理學及核物理學等領域。
晶體學、冶金學、彈性力學以及磁學等等起初是各自獨立的學科領域。這些學科在二十世紀四十年代被物理學家統合為固體物理學。時間進入二十世紀六十年代後，有關液體物理性質的研究也被納入其中，形成凝聚態物理學這一新學科。據物理學家菲利普·安德森所述，術語“凝聚態物理學”是他和福爾克爾·海涅創造。1967年，他們把位於卡文迪許實驗室的研究組名稱由“固體理論”改為“凝聚態理論”。二人覺得原來的名稱並沒有涵蓋液體及核物質等方面研究。但是，“凝聚態”這一術語此前已在歐洲學界出現，只是由他們普及而已。較為著名的例子是施普林格公司於1963年創建的期刊《凝聚態物理學》（英語：Physics of Condensed Matter）。二十世紀六、七十年代的資金環境以及各國政府採取的冷戰政策促使相關領域物理學家接納了“凝聚態物理學”這一術語。他們認為這一術語相對於“固體物理學”而言更為突出了固體、液體、電漿以及其他複雜物質研究之間的共通性。這些研究與金屬和半導體在工業上的套用息息相關。貝爾實驗室是最早開展凝聚態物理學研究項目的研究機構之一。
參見
- Luttinger液體
