На головну

Явище поділу спина і заряду в надтонких провідниках - Наука і техніка

Електрони є основними носіями електрики і завдяки їм же ми можемо виготовляти магніти. Електричний і магнітний заряд переносяться електронами, які традиційно здаються не тільки не мають розміру, але і неподільними. Однак, нові експерименти показали, що електрони, за умови насиченості ними в тонких дротах, можуть бути «розщеплені». Дослідники з Кембриджського і Бірмінгемського університетів (обидва - Великобританія) зафіксували явище поділу спина і заряду в надтонких провідниках і показали, що електрони в таких провідниках можуть бути розділені на дві нових частинки, які отримали найменування «спиноне» (spinons) і «холони» (holons).

Результати досліджень опубліковані в журналі Science (Probing Spin-Charge Separation in a Tomonaga-Luttinger Liquid).

Спостерігати цей ефект можна в квазіодномірних системах, в яких взаємодія електронів приятель з другом набуває значно більшого значення, ніж в звичайних металах. Потрапили в такі «обмежені умови» електрони розглядаються як комбінація двох квазічастинок - спиноне, що переносить тільки спин, і Холона, що переносить тільки заряд.

Свої експерименти автори побудували на базі моделі рідини Томонага - Латтінжера, яка описує взаємодія електронів в одновимірних провідниках - так званих квантових дротах. Останні поміщалися на мінімальній відстані від поверхні металу, електрони з якою «перестрибували» на провідники за рахунок ефекту квантового тунелювання. Вся система була охолоджена до наднизьких температур (близько 0,1 К) і поміщена в зовнішнє магнітне поле; змінюючи параметри поля і спостерігаючи за тим, як реагують на це тунелює електрони, дослідники отримали експериментальні свідоцтва поділу.

«Такого роду провідники широко використовуються для з'єднання квантових точок, які в майбутньому, ймовірно, стануть основою квантових комп'ютерів, - пояснює один з авторів роботи вчений Кавендишской Лабораторії з Кембриджу Кріс Форд (Chris Ford). - Крім того, вивчення властивостей квантових дротів нерозривно пов'язано з теоріями надпровідності і електропровідності твердих тіл ».

« Коли фахівці навчилися контролювати властивості електрона, з'явилися напівпровідники, а з ними й дешеві комп'ютери, iPod'и і багато чого до того ж, - каже інший співучасник дослідження - вчений теоретичної фізики з Бірмінгему Енді Скофілд (Andy Schofield). - Вдобавок невідомо, чи вийде у нас настільки ж вільно завідувати цими новими частинками ».

Справедливості ради слід зазначити, що вперше таке явище спостерігалося вдобавок три роки назад вченими Національної Лабораторії Лоуренса в Берклі (Lawrence Berkeley National Laboratory), США.Спісок літератури

http://www.admin.cam.ac.uk/...p/2009073101

http: //www.nanowerk .com / ... wsid = 653

© 8ref.com - українські реферати
8ref.com