Поиск по сайту
Главная книга сайта Форнит: «Мировоззрение».
Другие книги: «Познай себя», «Основы адаптологии» и «Вне привычного».
Короткий адрес страницы: fornit.ru/1855
Содержание журнала Достижения науки, техники и культуры
Ссылка на первоисточник статьи: http://science.compulenta.ru/674485/.

Электрон: не такой уж и элементарный

Автор: Александр Березин  

Впервые экспериментально удалось продемонстрировать одновременное и независимое существование спинонов и орбитонов электронов. Обнаружение орбитонов может продвинуть наше понимание высокотемпературной сверхпроводимости и помочь в создании квантовых компьютеров.

В отличие от протонов и нейтронов, электрон не состоит из частиц. Но в пределах одномерных цепочек атомов он может вести себя так, будто состоит из трёх квазичастиц: холона, спинона и орбитона.

Из-за взаимодействия между электронами в подобных квазиодномерных структурах электроны, имеющие спин 1/2 и подчиняющиеся статистике Ферми — Дирака, начинают вести себя как квазичастицы со спином 0 и 1 — холоны и спиноны, подчиняющиеся статистике Бозе — Эйнштейна. Холон переносит только заряд и не переносит спин, в то время как спинон переносит только спин и не переносит заряд. Орбитон же, теоретически предсказанный около двадцати лет назад, является элементарным квантом орбитальной волны.

Они видели живой орбитон :-). Слева направо: Йероен ван дер Бринк, Кшиштоф Вофельд и Торстен Шмит (фото Филип Дера).

Они видели живой орбитон :-). Слева направо: Йероен ван дер Бринк, Кшиштоф Вофельд и Торстен Шмит (фото Филип Дера).

Ранее уже удавалось добиться разделения электрона на две квазичастицы — холон и спинон. Теперь же, используя метод рентгеновского резонансного неупругого рассеяния (RIXS), физики воздействовали на специальный материал, в котором электроны наличествуют в одномерной цепочке атомов при крайне низкой температуре. При изучении свойств такого материала под действием RIXS было установлено, что орбитоны распространяются через него независимо от спина их электрона, причём с разной скоростью.

Статья, посвящённая описанию орбитонов, опубликована в свежем выпуске журнала Nature. Её авторы, Джастин Шлаппа, Кшиштоф Вофельд, Кэцзинь Чжоу и др. физики из Германии, Швейцарии, Франции и Нидерландов, наблюдали орбитоны в изоляторе Мотта Sr2CuO3; по характеру это скорее металл, но при этом материал не проводит электричество из-за электрон-электронного взаимодействия. Применение RIXS позволило возбуждать электроны в атомах меди и одновременно отмечать расположение и конфигурацию спинов их электронов.

Замером спина и орбитального углового момента электронов команде г-жи Шлаппа удалось показать, что орбитон и спинон существуют одновременно, при этом передвигаются вдоль Sr2CuO3 с разной скоростью.

Изучение наконец-то экспериментально обнаруженных орбитонов представляет интерес хотя бы потому, что может пролить свет на давнее «недоразумение» с высокотемпературной сверхпроводимостью в ряде веществ, которую существующие теории объяснить не в состоянии. Кроме того, перенос информации между квантовыми точками по таким одномерным материалам может решить основную проблему квантовых компьютеров, а именно то, что квантовые состояния обычно разрушаются до того, как компьютер успевает провести вычисления. Если удастся реализовать передачу информации при помощи орбитонов и спинонов, двигающихся настолько быстро, что их трансфер от одной квантовой точки к другой занимает фемтосекунды, то, наверное, станет возможным построение настоящего квантового компьютера.

Подготовлено по материалам Nature News.


Обсуждение Еще не было обсуждений.



Оценить статью >> пока еще нет оценок, ваша может стать первой :)

   
Архив новостей
Анонсы новостей сайтов-участников    http://www.scorcher.ru/xml/news.rss - что это?
Преступность и культура
О том, чем обусловлены этические границы допустимого и как возникают субкультуры, в которых эти границы значительно различаются: Преступность и культура.
17-01-2018г.

Обновление важных статей сайта
Обновлены статьи сайта: Эго и Базовое самоощущение.
10-01-2018г.

Как объяснить, что такое ложка?
Почему словари не дают верное представление, требуя личной интерпретации? Как сделать определение максимально понятным? Различие сведений и знаний. Метод определений, отражающий организацию субъективной адаптивности: Как объяснить, что такое ложка?
01-01-2018г.

Критерии полноты и верности теории
Об эффективности системного мышления: Критерии полноты и верности теории.
11-12-2017г.

Книга «Мировоззрение»
Обобщены мировоззренческие материалы сайта Форнит в виде электронной Достижения и недостатки при Путине.
03-11-2017г.

Системное мышление и формализация
В статье показано, что такое системная модель и почему не системное исследование дает бессмысленные результаты:
Системное мышление и формализация.
24-09-2017г.

О демократии и либерализме
Надеюсь, что статья не будет красной тряпкой для верных Идее либералов и демократов, а послужит поводом для переосмысления многих интересных социальных проблем: О демократии и либерализме.
12-09-2017г.

Смерть и адаптивность
Более общим, чем естественный отбор, для личности является понятие своевременности и своеместности существования - хронотоп личности:
Смерть и адаптивность.
12-07-2017г.

Дети и политика
Что вырастит из ребенка: носитель чужих идей (робот), просто проживающее свою жизнь быдло или самобытный человек, сформировавший свое личное мнение по самым важным именно для себя вопросам: Дети и политика.
18-06-2017г.

Яндекс.Метрика
 посетителейзаходов
сегодня:33
вчера:22
Всего:23592489