物理學中的「粒子團隊」，電腦模擬發現新的準粒子
基本粒子是組成物質最基本的單位，然而在凝態物理學中，粒子的定位又變得很模糊，比如被稱為「準粒子」的系統——由多個粒子組成、但表現行為像單一粒子。最近科學家利用電腦模擬發現新的準粒子，命名 Pi-ton，研究人員認為可以在光子或中子實驗中驗證 Pi-ton 的存在。
準粒子（quasi particle）又稱集體激發（collective excitations），在物理學中是一種微觀的湧現現象，由許多粒子交互作用組成一個大系統，但行為表現有點像粒子。
維也納工業大學固態物理學研究所教授 Karsten Held 解釋，最簡單的準粒子像個洞，想像一下許多原子規則的排列在晶體中，每個原子上都有一個電子，當電子移動到相鄰的原子上就會在原本位置留下電洞（Electron hole），但與在晶體外部也能觀察到的電子不同，電洞僅存在於和其他粒子同時發生之際，在這種情況下，可以說是最簡單的「準粒子」系統。
也有更複雜的準粒子，比如激子，它是由電子和電洞組成的束縛態，電子帶負電，電洞帶正電，兩者相互吸引形成鍵結。而維也納工業大學團隊想研究的準粒子便是激子，他們開發了電腦模擬來計算固體中的量子物理效應，然而意外的是，模擬過程卻出現了一種全新準粒子，由 2 個電子和 2 個電洞組成，研究團隊為它起名「pi-ton」。
該團隊已經利用各種模型驗證了 pi-ton 準粒子反覆出現，也就是說，我們有很大機會在各種材料中檢測到 pi-ton 準粒子的存在，Karsten Held 指出，一些實驗數據似乎已在鈦酸釤（samarium titanate）中檢測到 pi-ton，如果之後進行光子或中子實驗，應該更容易發現這種新的準粒子。
pi-ton 準粒子有助於科學家更理解光與固體之間的耦合，並且在從半導體和光伏技術中都將發揮重要作用。新論文發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）期刊。
（首圖來源：維也納工業大學）