Физики из Южной Кореи обнаружили долгоживущие квазичастицы в классической двумерной решетке гидродинамически взаимодействующих частиц. Такие квазичастицы, двигаясь со скоростью выше скорости звука в веществе, индуцируют лавинный рост собственного числа и, как следствие, таяние решетки. В частном случае гексагональной решетки ученые обнаружили в спектре плоскую зону, аналогичную той, что в магическом графене лежит в основе высокотемпературной сверхпроводимости.

Эта зона порождает ультрамедленные низкочастотные фононы, которые способствуют более резкому по сравнению с другими решетками таянию структуры, пишут ученые в Nature Physics.

Квазичастицы — это долгоживущие коллективные возмущения в среде, которые ведут себя как настоящие слабовзаимодействующие частицы. Так, к примеру, фононы — кванты звуковых колебаний атомов в кристаллической решетке — могут распространяться и взаимодействовать между собой, рождаться и уничтожаться. Подобные квазичастицы — возмущения среды — существуют не только в твердом теле, но и в сверхтекучем гелии (ротоны) и газе свободных электронов (плазмоны). Более того, в кристаллах существуют квазичастицы, которые помимо возмущений среды включают в себя обычные частицы (экситоны, квазичастицы Боголюбова). Рассмотрение квазичастиц упрощает теоретическое описание и привносит дополнительное понимание физических явлений.

Однако вышеописанные квазичастицы возникают лишь на малых масштабах благодаря квантовым эффектам, которые способствуют длительному взаимодействию между частицами. В классических системах, таких, как разреженный газ, взаимодействие между частицами недостаточно сильное для образования стабильных квазичастиц.

Несмотря на это, группа ученых под руководством Цви Тлусти (Tsvi Tlusty) из Ульсанского национального института науки и технологии в Южной Корее обнаружила стабильные квазичастицы в системе классических частиц в жидкости.