Исследователи расщепили неделимый электрон на квазичастицы

Мы привыкли говорить об электронах как о неделимых стандартных блоках атомов, субатомных частицах элементарного типа без меньших составляющих их компонентов. Однако согласно новым сведениям швейцарских и немецких исследователей, опубликованным на этой неделе в научном журнале Nature, мы глубоко заблуждались. Впервые, ученым удалось записать наблюдения за электроном, который раскололся на две отличных друг от друга квазичастицы, и каждая частица при этом переняла различные особенности от оригинального электрона.

Используя образцы медно-окисного состава - Sr2CuO3, исследователи отделили некоторые из электронов, принадлежащие медным атомам, из их орбит и поместили их в более высокие орбиты, управляя ими с помощью рентгеновских лучей. После размещения их в  более высокой - и с более высокой скоростью - орбите, электроны были расколоты на две части, первую часть стали называть spinon, которая взяла вращение электрона с собой, а другую назвали obitron, она понесла орбитальный импульс электрона.

Вращение и орбита - по крайней мере, как мы их себе представляем – приложены изначально к каждому особому электрону. Таким образом, факт того, что они были отделены, является довольно существенным. И в то время как исследователи думали некоторое время назад, что этот вид деления мог бы быть, теоретически, достигнут, им пришлось нелегко, доказывая это опытным путем до настоящего времени. Это – напоминание, что на квантовом уровне все еще есть вещи, которые, более или менее, представляют для нас загадку.

«Было известно в течение некоторого времени, что в особых материалах электрон в принципе может быть расколот", говорит Джероен ван ден Бринк, который возглавляет команду теоретиков в Дрездене IFW, "но до сих пор эмпирических доказательств этого разделения на независимые spinon и orbiton было недостаточно. Теперь, когда мы знаем, где точно искать их, мы обязаны найти эти новые частицы еще во многих материалах".

Но это не все, что было замечено. У этого особого наблюдения за электронным расколом могли быть необычные значения в области высокотемпературной сверхпроводимости. Понимание способа, которым электроны могут распасться в квазичастицы, может улучшить наше полное понимание электрона и того, как он перемещается, и таким образом помочь нам выяснить новые способы перемещения электронов – или, следовательно, электричества – по любым проводникам, не теряя большое количество своего потенциала на всевозможные потери.

Оригинал (на англ. языке): Physorg com

• Частое использование ChatGPT связано с одиночеством и эмоциональной зависимостью
• Стартап по натрий-железным батареям готов бросить вызов литий-ионным батареям для долгосрочного хранения энергии
• ABB разрабатывает высокоманевренный и высокоэффективный морской винт
• Изменения симметрии в крошечных кристаллах под воздействием света позволяют исследователям создавать материалы с заданными свойствами
• Солнечная пленка, которую можно наклеить где угодно для генерации энергии
• Двойно магичное ядро свинца-208 удивляет неожиданными свойствами формы
• Как мозг строит сложные карты для навигации и запоминания мира
• Пластиковый лед