科学家们在研究一种有助于揭开超导体秘密的材料时，意外地发现了一种"恶魔"粒子，这种粒子在近 70 年前被首次提出理论，但从未得到实验证实。这是一种奇怪的粒子。当它们穿过固体时，它们之间的相互作用会形成集体激发，其表现就会像是具有不同特性的全新粒子，这些粒子被称为准粒子。

科学家发现了一种传说已久的 "恶魔 "粒子，它隐藏在一种金属的等离子振荡中

等离子体振荡会产生一种特殊形式的准粒子，称为等离子体，它们具有与组成它们的电子不同的新电荷和质量。然而，人们认为等离子体在室温下是不可能存在的，因为能级不足以满足形成等离子体所需的质量。

但在 1956 年，理论物理学家戴维-派恩斯（David Pines）预言了一个例外情况--多个能带中的电子可以异相模式聚集在一起，形成没有质量或电荷的等离子体。没有任何质量，它们可以在任何能级上形成，因此也可以在任何温度下形成。这种理论粒子被称为"松树的恶魔"，从那时起就一直未能被探测到，直到现在。

现在，伊利诺伊大学香槟分校和京都大学的科学家们首次在一种名为钌酸锶的金属中直接探测到了这种粒子。

这项研究的第一作者彼得-阿巴蒙特（Peter Abbamonte）说："绝大多数实验都是用光来测量光学性质的，但电中性意味着恶魔不会与光发生相互作用。我们需要设计一种完全不同的实验。"

钌酸锶是一种耐人寻味的金属，它具有高温超导体的某些特性，尽管它本身并不是高温超导体。研究小组希望通过一种名为动量分辨电子能量损失光谱学的方法来研究这种材料的电子特性，从而找到一些有关这一宝贵现象的线索。这包括用电子轰击金属以观察其特性，包括任何可能形成的准粒子。在此过程中，研究人员发现了一种令人费解的无质量等离子体。

这项研究的合著者阿里-侯赛因（Ali Husain）说："起初，我们根本不知道它是什么。随着我们开始排除各种可能性，我们开始怀疑我们真的找到了恶魔粒子。"

科学家们继续探索钌酸锶的电子结构。果然，这个隐藏了67年秘密终于出现在了人们的视线中。

该研究的合著者埃德温-黄（Edwin Huang）说："派恩斯对恶魔的预言需要相当特殊的条件，而钌酸锶是否应该有恶魔粒子，这一点大家都不清楚。我们不得不进行微观计算，以弄清到底发生了什么。当我们这样做时，我们发现了一个由两个电子带组成的粒子，它们以几乎相等的幅度失相振荡，就像派恩斯描述的那样。"

研究小组认为，恶魔可能在多种金属的电子行为中发挥着关键作用。

这项研究发表在《自然》杂志上。