ポーラロン。
ポーラロン（polaron）とは、電子などの粒子が周囲の媒質の揺れや変形を引き連れて動くときに、その粒子と「衣」をひとまとめにして数えた準粒子。素のままの粒子とは実効的な質量やエネルギーが違うので、別の粒子として扱ったほうが計算も測定の解釈も見通しがよくなります。
絨毯の上をボールが転がると、絨毯が少しへこみ、そのへこみがボールについて動きます。ボールだけを見ていると動きの重さが説明できませんが、「ボール＋へこみ」を一つの物体として数えると素直に扱えます。固体の中の電子も、周りの格子をわずかに歪めながら動くことがあり、この考え方が使われます。
衣が何であるかで名前が変わる
まとっているものが原子の格子の揺れ（フォノン）なら、いわゆる格子ポーラロンです。相手が別の粒子の集団であれば、その集団の励起をまとった形になります。冷却原子や単層半導体の研究では、不純物として入れた粒子が周囲の多体系の励起をまとう場合を扱い、まとう相手ごとに名前を分けて呼びます。
どうやって測るか
多くの場合、スペクトルに現れる線の位置と幅から読みます。素の粒子だけなら線は決まった場所に立ちますが、衣をまとうとエネルギーがずれ、条件を変えるとずれ方が変わります。そのずれ方が、衣の正体と結合の強さを示す手がかりになります。逆に言えば、ポーラロンの存在は多くの場合、直接の像ではなくスペクトルの振る舞いと理論の一致から述べられます。
準粒子として数える意味
ポーラロンは新しい素粒子ではなく、多体の効果を扱いやすくするための数え方です。ただし数え方が変わると、質量・寿命・散乱のしかたといった測れる量が変わるため、単なる言い換えではありません。どこまでを衣に含めるかは近似の選び方に依存し、そこが理論の腕の見せどころになります。