Wetenschappers hebben voor het eerst in beeld gebracht hoe elektronen in QSL vervallen tot spinachtige deeltjes
Deze prestatie zal helpen bij de ontwikkeling van ultrasnelle kwantumcomputers en energiezuinige supergeleiders.
Andere onderzoekers hebben verschillende sporen van dit fenomeen gezien, maar we hebben een reëel beeld van de staat waarin de spinon zich bevindt. Dit is iets nieuws.
Mike Crommie, hoogleraar natuurkunde en senior wetenschapper aan het Lawrence Berkeley National Laboratory
Spinons kunnen spookdeeltjes worden genoemd, duszoals ze af en toe kunnen worden waargenomen, maar het is moeilijk om het bestaan zelf te bewijzen. Met behulp van een nieuwe methode hebben wetenschappers een van de beste bewijzen voor het bestaan van spinons tot nu toe gepresenteerd.
In een kwantumspinvloeistof of QSL kunnen spinons vrij bewegen, warmte en rotatie overbrengen, maar zonder elektrische lading. Wetenschappers hebben er eerder naar gezocht door te vertrouwen op op thermische handtekening gebaseerde methoden.
In het nieuwe werk groeiden de auteurs uit één laagmonsters van tantaaldiselenide (1T-TaSe2), slechts drie atomen dik, afkomstig van de Advanced Light Source (ALS) van Berkeley Lab. Dit materiaal behoort tot een klasse materialen die overgangsmetaaldichalcogeniden (TMDC) worden genoemd.
Het team karakteriseerde vervolgens dunne films metMet behulp van hoekopgeloste foto-emissiespectroscopie maakt deze methode doorgaans gebruik van Röntgenstralen. Vervolgens injecteerden de onderzoekers met behulp van scanning tunneling microscopie (STM) elektronen uit een metalen punt in een tantaaldiselenide TMDC-monster.
Hierna ontdekten de auteurs dat wanneer een elektron vanaf de punt van de STM in de QSL wordt geïnjecteerd, het zich binnen de QSL in twee verschillende deeltjes splitst:
- spinons,
- kosten.
Spinondeeltjes dragen uiteindelijk afzonderlijk spin, terwijl ladingen afzonderlijk een elektrische lading dragen.
Als gevolg hiervan laat de STM / STS-afbeelding zien dat:de ladingen bevriezen op hun plaats en vormen wat wetenschappers de ladingsdichtheidsgolf van de Davidster noemen. Ondertussen worden de spinons gescheiden van de geïmmobiliseerde ladingen en bewegen ze vrij door het materiaal.
Lees verder:
Gigantische ijsberg A74 botst met kust van Antarctica
Twee nieuwe dinosaurussoorten ontdekt in China
Wat is het Kessler-effect, en ook wanneer en waartoe zal de botsing van satellieten in een baan om de aarde leiden?