Gli scienziati hanno immaginato per la prima volta come gli elettroni nella QSL decadono in particelle simili a spin
Questo risultato aiuterà nello sviluppo di computer quantistici ultraveloci e superconduttori ad alta efficienza energetica.
Altri ricercatori hanno visto varie tracce di questo fenomeno, ma abbiamo un quadro reale dello stato in cui si trova lo spinone. Questo è qualcosa di nuovo.
Mike Crommie, professore di fisica e scienziato senior al Lawrence Berkeley National Laboratory
Gli spinoni possono essere chiamati particelle fantasma, quindicome possono occasionalmente essere osservati, ma è difficile provare il fatto stesso della loro esistenza. Utilizzando un nuovo metodo, gli scienziati hanno presentato una delle migliori prove dell'esistenza degli spinoni fino ad oggi.
In un liquido a spin quantistico o QSL, gli spinoni si muovono liberamente, trasferendo calore e rotazione, ma senza carica elettrica. Gli scienziati li hanno già cercati basandosi su metodi basati sulla firma termica.
Nel nuovo lavoro, gli autori sono cresciuti a strato singolocampioni di diseleniuro di tantalio (1T-TaSe2) spessi solo tre atomi dall'Advanced Light Source (ALS) del Berkeley Lab. Questo materiale appartiene a una classe di materiali chiamati dichalcogenuri di metalli di transizione (TMDC).
Il team ha poi caratterizzato i film sottili conutilizzando la spettroscopia di fotoemissione risolta in angolo, questo metodo utilizza tipicamente Raggi X. Successivamente, utilizzando la microscopia a effetto tunnel (STM), i ricercatori hanno iniettato elettroni da una punta metallica in un campione TMDC di diseleniuro di tantalio.
Successivamente, gli autori hanno scoperto che quando un elettrone viene iniettato nella QSL dalla punta dell’STM, si divide in due diverse particelle all’interno della QSL:
- spinoni,
- spese.
Le particelle spinoniche alla fine trasportano lo spin separatamente, mentre le cariche trasportano separatamente una carica elettrica.
Di conseguenza, l'immagine STM / STS mostra chele cariche si bloccano sul posto, formando quella che gli scienziati chiamano l'onda di densità di carica della Stella di David. Nel frattempo, gli spinoni sono separati dalle cariche immobilizzate e si muovono liberamente attraverso il materiale.
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