Ознакомьтесь с Условиями пребывания на сайте Форнит Игнорирование означет безусловное согласие. СОГЛАСЕН
Короткий адрес страницы: fornit.ru/2060 
Содержание журнала Достижения науки, техники и культуры
Ссылка на первоисточник статьи: http://elementy.ru/news/164904.
Впервые наблюдалось «раздвоение личности» у квазичастицы
|
Автор: Игорь Иванов Расщепление квазичастиц на «спиновую» и «зарядовую», предсказанное теоретиками для одномерных систем, впервые подтверждено в численном моделировании. В ближайшем будущем возможно наблюдение этого эффекта и в эксперименте. Одна из самых сложных и фундаментальных задач, стоящих перед теоретической физикой, — понять и описать поведение системы из огромного числа одинаковых взаимодействуюших элементов. Особенно интересен случай, когда связь между отдельными частицами достаточно сильна, и вся система в результате «выглядит» не как совокупность отдельных частиц, а как набор коллективных колебаний (квазичастиц) с самыми разнообразными свойствами (см. заметку Что такое конденсированные среды и как теоретическая физика справляется с ними). Изучение этих систем уже привело к ряду поразительных по красоте открытий в теоретической физике, и набор возникающих здесь возможностей еще далеко не исчерпан (см., например, нашу заметку Предложен новый взгляд на природу элементарных частиц). Особняком в этом исследовании стоит изучение одномерных моделей. С одной стороны, одномерные ситуации всегда математически проще многомерных, но с другой стороны, в них могут возникать явления, невозможные при большем числе измерений. Самое характерное свойство одномерных цепочек — поразительное явление «раздвоения личности» у квазичастиц. Вместо единой квазичастицы, несущей какой-то заряд и какой-то спин, в одномерном случае возникает две квазичастицы — одна несет заряд без спина, другая спин без заряда, — которые могут перемещаться независимо друг о друга. При большем числе измерений такого не происходит: скажем, электрон в полупроводнике несет всё вместе — и массу, и спин, и заряд. Попытки найти такое «расщепление душ», открытое теоретиками, разумеется, предпринимались как в эксперименте, так и в результатах численного моделирования. Экспериментальные данные последних нескольких лет вроде бы косвенно подтверждают разделение спина и заряда, однако прямого наблюдения этого эффекта пока еще не было. Численное моделирование больших систем тоже до сих пор не справлялось с задачей. И вот в статье немецких физиков C. Kollath, U. Schollwock, W. Zwenger, Physical Review Letters, 95, 176401 (17 October 2005) (статья также доступна как cond-mat/0504299) впервые сообщается о наблюдении разделения заряда и спина при точном численном моделировании поведения цепочки из 128 частиц. Применив ряд усовершенствованнных алгоритмов, авторы резко улучшили эффективность вычислений и смогли проследить отклик системы на внешнее возмущение в течение достаточно большого времени. Их взору предстали волновые пакеты, несущие спин и заряд, которые перемещались вдоль цепочки с различной скоростью и спустя некоторое время разделялись в пространстве. Что касается наблюдения этого явления в эксперименте, то, по мнению авторов, оно возможно уже при сегодняшней технологии. В конце своей статьи немцы вкратце описывают методику эксперимента с квазиодномерным газом холодных атомов, который сможет заметить это «раздвоение личности» у квазичастиц. |
Оценить статью >> пока еще нет оценок, ваша может стать первой :)
http://www.scorcher.ru/xml/news.rss
|