;
Наука 20 августа 2021

Получено самое четкое изображение электронных частиц квантовой спиновой жидкости

Далее

Ученые получили самое четкое изображение электронных частиц, которые составляют квантовую спиновую жидкость (QSL).

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

Загрузка...