據物理學家組織網近日報導，維也納科學家借助計算機模擬，發現了一種新“準粒子”，並將其命名為“派子”（π子，pi-ton）。它由兩個電子和兩個空穴組成。這一最新發現將有助於科學家更好地理解光與固體間的耦合，促進基礎研究、半導體技術及光伏技術等領域的發展。

“準粒子”是包含許多粒子的系統內的激發，它們在許多方面的行為與單個粒子無異。維也納技術大學固體物理研究所教授卡斯滕·霍爾德表示：“最簡單的準粒子就是一個空穴。”但自然界還存在更複雜的準粒子，例如激子。激子是由一個電子和一個空穴組成的束縛態，由光產生，在半導體物理學領域起重要作用。

在本研究中，科學家開發出計算機程序來計算固體內的量子物理效應。在模擬中，他們偶然“邂逅”了這種全新的準粒子。它由兩個電子和兩個空穴組成，電子和空穴通過光子耦合在一起。

新準粒子的兩個電子和兩個空穴通過電荷密度波動（或自旋波動）緊密結合在一起，從一個晶格點到下一個晶格點，這些波動總是將電子和空穴的特性翻轉180°，即以弧度為單位，翻轉一個π角。這種從正到負的固定變化，就像國際象棋棋盤上從黑到白的變化。因此，研究小組將這個準粒子命名為“派子”。

研究人員表示：“我們用各種模型研究了’派子’現象，它反復出現。因此，我們肯定可以在各種不同的材料內探測到它們。用鈦酸釤材料進行實驗獲得的一些實驗數據似乎提供了’派子’存在的蛛絲馬跡，用光子和中子進行的其他實驗應該很快能讓一切’水落石出’。”

他們認為，這一最新發現有助於科學家更好地理解光與固體間的耦合，這一耦合不僅在基礎研究中發揮重要作用，在半導體、光伏等技術領域也大有用武之地。