iPon Hírek

Megvan az elektron harmadik kvázirészecskéje

Dátum | 2012. 04. 20.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Szabad állapotában az elektron nem bontható szét kisebb komponensekre, ezért is érdemelte ki helyét az elemi részecskék között. A nyolcvanas években azonban elméleti fizikusok arról kezdtek beszélni, hogy ha egymás közelébe van kényszerítve sok elektron akkor nem biztos, hogy igaz a részecske oszthatatlansága. Az elektronok taszítják egymást, így ha kis helyre vannak zsúfolva, úgy mozognak, hogy elkerüljék egymás közelségét. Egy nagyon vékony drótban azonban ez nehézségekbe ütközik, a szándék azonban megvan, így az ilyen elektronok folyamatosan módosítják viselkedésüket, „tülekednek”. A szakértők szerint ez azzal járhat, hogy a részecskék nagyon alacsony hőmérséklet mellett tulajdonságaik mentén szétválnak: az elektron töltését a holon, belső impluzusmomentumát a spinon, pályamenti helyének adatait pedig az orbiton hordozza tovább.


Ezek a kvázirészecskék különböző sebességgel és eltérő irányokba mozoghatnak az anyagban, mondta el Jeroen van den Brink, drezdai Institute for Theoretical Solid State Physics kutatója. A szétválás az elektron hullámtermészetéből adódik: gerjesztett állapotban több hullámra válik szét a részecske, melyek annak különféle jellemzőit hordozzák. Ezek az anyagon kívül nem képesek egymástól függetlenül létezni, magyarázza.

1996-ban sikerült egy elektront holonra és spinonra hasítani, és a Nature oldalain megjelent tanulmány szerint végre megvan a harmadik kvázirészecske is: van den Brink és kollégái orbitonra és spinonra hasítottak egy elektront. A kutatók fotonsugárral bombáztak egy egydimenziós stronciumkuprát-mintában (Sr2CuO3) található elektront. A gerjesztés hatására az elektron magasabb energiaszintre ugrott, ennek következtében a fotonsugár egy pillanatra veszített energiájából, majd visszaverődött. A kutatók a visszavert sugár szóródó fotonjait mérték meg, és ezt összehasonlították a beeső fotonok energiájával és momentumával. A fotonok energiavesztesége 1,5‒3,5 elektronvolt közötti értéknek bizonyult, a sugár spektruma pedig megfelelt azon szimuláció eredményeinek, amelyet a számítógép arra a szituációra dolgozott ki, amelyben orbiton és spinon keletkezik, és ezek ellenkező irányokba kezdenek haladni az anyagban. A következő lépés a kutatók szándékai szerint a három kvázirészecske egyidejű létrehozása és észlelése lesz.


Az orbiton viselkedésének további vizsgálata számos rejtélyre adhat választ. Például arra, hogyan képesek a vas-pniktidek (a nitrogéncsoport tagjai) magas hőmérsékleten szupravezetőként viselkedni. Egyes szakemberek szerint ezen anyagok vezetőképessége az orbitonok mozgásával magyarázható. Az elektron kvázirészecskéinek a kvantumszámítógépek tervezői is nagy szerepet szánnak. Ez utóbbiak létrehozásában nagy nehézséget jelent, hogy a kvantumhatások többnyire megsemmisülnek mielőtt a számítási folyamat befejeződött volna. Az orbiton gyors pályaátmenetei azonban most realisztikus esélyt kínálnak a kvantumszámítógép megalkotására, mondja Andrew Boothroyd, az Oxfordi Egyetem fizikusa.

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

3. Humbuk
2012.04.20. 17:17
Woow. Érdekes dolognak tűnik. Hátha majd megtudják magyarázni egyszer a két rés kísérleteket is.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. CPU_King
2012.04.20. 21:03
Végre beveszik a plakátokat
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. nyerek01
2012.04.20. 23:33
A két réses kísérletek meg vannak magyarázva.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!