Recent, fizicienii au privat electronul titlului meritat al unei particule elementare. Faptul este că oamenii de știință au presupus mult timp că, în situații speciale, electronul se poate dezintegra în trei componente - Holon, și ORBITON spinon. Posibilitatea unei existențe separate a holonului și a spinonului a fost dovedită acum șase ani. Și acum oamenii de știință au reușit să "separe" orbita.
Chiar și în secolul al XIX-lea, mulți oameni de știință au fost șocați - atomul, care este în primul rând pentru a produce un singur și indivizibil (de fapt, a spune cuvântul „atom“ este tradus din limba greacă ca „indivizibilă“), a apărut dintr-o dată un compozit care este compus din particule mai mici. Oamenii lor de știință, după caz, erau numiți elementari - acest nume implica faptul că erau cu siguranță indivizibili. Cu toate acestea, fericirea a durat, din păcate, nu pentru mult timp - în secolul al XX-lea, majoritatea particulelor găsite înainte au început să piardă titlul mândru de "elementar".
Totul a început cu un proton și un neutron - particule, care alcătuiesc nucleul atomic. Sa dovedit că ele constau din particule mai mici, numite cuarci. Se pare că, deoarece sunt compuse, înseamnă că ele nu sunt elementare. Dar electronul a fost mai norocos - a purtat acest nume mândru mai mult decât orice particulă atomică. Dar, în cele din urmă, a fost forțat să părăsească rândurile particulelor elementare.
Vreau doar să rețineți că electronul nu se descompune aceste particule ca protoni sau neutroni în quarci. Aceasta este, chiar și în nanotuburi nu se produce astfel încât interacțiunea electronilor cu aproape de alți atomi, un anumit electron (pentru comoditate, imagina ca un balon), dintr-o dată a izbucnit în trei bile mai mici. Și unul dintre ei a păstrat sarcinii electronului, iar celelalte se învârte în jurul axei sale, precum și un electron (de spin reținute), iar al treilea se deplasează în aceeași orbită ca și electronul (reținut de interacțiune orbitale).
Citește și: Materia a fost introdusă într-o stare nouă
De fapt, electronul, desigur, nu se descompune în particule. Pur și simplu prin apropierea reciprocă într-un lanț unidimensional, electronii atomilor vecini încep să interacționeze unul cu altul într-un mod special. Și această interacțiune poate fi descrisă nu pe baza proprietăților electronilor înșiși, ci imaginându-se că acestea sunt realizate de trei particule ipotetice - același holon, spinon și orbiton. În special, acesta a fost mult timp demonstrat experimental că aceste interacțiuni nu modifică taxa legată de schimbarea de spin.
Dar cum este posibil acest lucru? Imaginați-vă că atomii sunt atât de densi încât electronii au format așa-numitul cristal Wigner - adică o structură compactă comandată ca o latură de cristal. În acest caz, la nodurile acestei rețele, vor apărea oscilații colective ale electronilor (așa cum se întâmplă cu particulele nodale ale oricărui cristal). Dar aceste fluctuații vor fi, în mod necesar, însoțite de transferul taxelor. În acest caz, putem vorbi despre apariția unui holon quasiparticule.
În același timp, electronii din lanț au un spin și, prin urmare, există o anumită interacțiune spin-spin între ele. Și din moment ce toți electronii sunt aproape unul de celălalt, este logic să presupunem că dacă vom răsturna una dintre rotiri, atunci o perturbație de spin va rula de-a lungul lanțului. Și nu va fi însoțită deloc de un transfer de taxe. În acest caz avem de-a face cu o altă quasiparticolă, spinonul.
Tehnica Fizicienii spectroscopie photoemission folosit ARPES rezoluție unghiulară a fost faptul că proba a fost iradiat cu raze X, care provoacă emisia de electroni (care sunt de asemenea cunoscute sub efectul fotoelectric). Măsurarea energiei cinetice a electronilor emiși și unghiurile la care sunt emise, permite calcularea ratei și amploarea imprastierea. Aceasta, la rândul său, oferă o imagine detaliată a spectrului de energie al electronului.
Și deoarece se știe că îndepărtarea unui electron duce la formarea unei "găuri" încărcate pozitiv, care transporta informații atât pe spate, cât și pe sarcină, ar trebui fixată precis formarea sa. Această formare a "găurii" se manifestă sub forma unui vârf unic în spectrul ARPES. Dacă se produce separarea încărcării și a spinului, "gaura" se împarte în spinon și holon și două vârfuri apar în spectrul ARPES. Aceste două vârfuri au fost rezolvate de oamenii de știință. Astfel, sa demonstrat posibilitatea existenței independente a unui spinon și a unui holon.
Recent, un alt grup de fizicieni din Germania, Elveția, Franța și Olanda, sub îndrumarea doamnei Justin Schlapp, au reușit să "separe" orbita. "Iepure experimental" a fost tot același SrCuO2. Dar tehnica era deja diferită - așa-numita împrăștiere inelastică a particulelor (RIXS). Acesta a constat în faptul că eșantionul a fost bombardat cu particule rapide. Acest lucru a condus electronii intr-o stare excitata si in acelasi timp cercetatorii au putut marca aranjamentul si configuratia rotirilor lor.
Măsurând rotirile și momentele unghiulare orbitale (caracterizând mișcarea unei particule de-a lungul orbitalului din jurul nucleului) de electroni, cercetătorii au realizat că orbitonul și spinonul există simultan. Problema este că schimbarea spinului și a momentului unghiular orbital nu coincide - ceea ce înseamnă că spinonul și orbitonul se deplasează de-a lungul Sr2CuO3 la rate diferite. Asta este, ele sunt cvasi-particule separate.
Vezi și: Liliputienii și giganții din lumea calculatoarelor
Deci, existența orbitonului este confirmată în cele din urmă experimental și, din acest motiv, electronul a fost în cele din urmă lipsit de titlul onorific al unei particule elementare. Cu toate acestea, experimentul oamenilor de știință nu a fost deloc corectarea terminologiei - orbita în sine are o valoare considerabilă. De exemplu, existența sa poate explica unele anomalii ale superconductorilor de temperatură înaltă - de ce apare supracodicitatea în astfel de condiții în care nu pare să apară.
În plus, mișcarea orbitonilor și a spinilor poate fi folosită pentru a crea computere cuantice - aceste quasiparticule se mișcă atât de repede încât mișcarea lor dintr-un punct cuantic în altul are femtosecunde. Deci, transferul de informații va fi aproape instantaneu ...
Citiți cele mai interesante din rubrica "Știință și tehnologie"
Materialele site-ului sunt destinate persoanelor cu vârsta peste 18 ani (18+).
Extremiste și organizațiile teroriste interzise în Federația Rusă: "Sectorul dreapta", "ucrainean insurgentă Armatei" (UPA), "LIH" (IG, statul islamic), "Dzhabhat Fatah al-Sham," (fostă "Dzhabhat en-Nusra" "Dzhebhat en-Nusra"), partidul bolsevic, "al-Qaeda", "UNA-UNSO", "TVA", "Unitatea Națională Rusă", "taliban", "Mejlis poporului tătară din Crimeea", "Martorii lui Iehova". O listă completă a organizațiilor pentru care instanța a acceptat a intrat în vigoare, o decizie privind lichidarea sau interzicere a activității, este pe site-ul Ministerului rus al Justiției
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: