Ученые впервые получили изображение того, как электроны в QSL распадаются на спиноподобные частицы или спиноны, и зарядоподобные частицы, называемые чаргонами.
Это достижение поможет в разработке сверхбыстрых квантовых компьютеров и энергоэффективных сверхпроводников.
Другие исследоваntkb видели различные следы этого явления, но у нас есть реальная картина состояния, в котором находится спинон. Это что-то новое.
Майк Кромми, профессор физики и старший научный сотрудник Национальной лаборатории Лоуренса Беркли
Спиноны можно назвать частицами-призраками, так как их изредка можно наблюдать, но трудно доказать сам факт существования. С помощью нового метода ученые представили одно из лучших доказательств существования спинонов на сегодняшний день.
В квантовой спиновой жидкости или QSL спиноны свободно перемещаются, перенося тепло и вращение, но без электрического заряда. Ранее ученые искали их, полагаясь на методы на основе тепловых сигнатур.
В новой работе авторы вырастили однослойные образцы диселенида тантала (1T-TaSe2) толщиной всего в три атома из усовершенствованного источника света лаборатории Беркли (ALS). Этот материал относится к классу материалов, называемых дихалькогенидами переходных металлов (TMDC).
Затем команда охарактеризовала тонкие пленки с помощью фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением, в этом методе обычно используются рентгеновские лучи. Далее с помощью метода сканирующей туннельной микроскопии (STM) исследователи ввели электроны с металлической иглы в образец TMDC из диселенида тантала.
После этого, авторы выяснили, что когда электрон вводится в QSL с кончика STM, он распадается на две разные частицы внутри QSL:
- спиноны,
- заряды.
Частицы спинона в конечном итоге отдельно несут спин, в то время как заряды отдельно несут электрический заряд.
В результате на изображении STM/STS видно, что заряды застывают на месте, образуя то, что ученые называют волной плотности заряда звезды Давида. Тем временем спиноны отделяются от обездвиженных зарядов и свободно перемещаются по материалу.
Читать далее:
Гигантский айсберг A74 столкнулся с побережьем Антарктиды
В Китае обнаружены два новых вида динозавров
Что такое эффект Кесслера, а также когда и к чему приведет столкновение спутников на орбите