Явище
поділу спина і заряду в надтонких провідниках
Електрони
є основними носіями електрики і завдяки ним же ми можемо
виготовляти магніти. Електричний та 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 у тонких дротах, можуть бути «розщеплені». Дослідники з
Кембриджського і Бірмінгемського університетів (обидва - Велика Британія)
показали, що електрони в таких провідниках можуть бути розділені на дві нових
частинки, які отримали найменування «спінони» (spinons) і «холоне» (holons).
Результати
досліджень
опубліковані
в
журналі Science (Probing Spin-Charge Separation in a Tomonaga-Luttinger Liquid).
Спостерігати
цей ефект можна в квазіодномерних системах, в яких взаємодія
електронів приятель з одним набуває значно більше значення, ніж у
звичайних металах. Які потрапили в такі «обмежені умови» електрони
розглядаються як комбінація двох квазічастинка - спінона, що переносить тільки
спін, і Холон, що переносить тільки заряд.
Свої
експерименти автори побудували на базі моделі рідини Томонага - Латтінжера,
яка описує взаємодію електронів у одновимірних провідниках - так званих
квантових дротах. Останні містилися 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 туннелірующіе електрони,
дослідники отримали експериментальні свідчення поділу.
«Такого
роду провідники широко використовуються для з'єднання квантових точок, які
майбутньому, ймовірно, стануть основою квантових комп'ютерів, - пояснює один з
авторів роботи вчений Кавендішської Лабораторії з Кембриджу Кріс Форд (Chris
Ford). - Крім того, вивчення властивостей квантових дротів нерозривно пов'язане 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 того ж, --
говорить інший співучасник дослідження - вчений теоретичної фізики з
Бірмінгема Енді Скофілд (Andy Schofield). - До того ж невідомо, чи вийде у
нас так само вільно завідувати цими новими частками ».
Справедливості
ради слід зазначити, що вперше таке явище спостерігалося ще три роки
назад вченими Національної Лабораторії Лоуренса в Берклі (Lawrence Berkeley
National Laboratory), США.
Список
літератури
http://www.admin.cam.ac.uk/ ... p/2009073101
http://www.nanowerk.com/ ... wsid = 653.php
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.informbase.com.ua
