Det klareste bildet av elektronpartikler av en kvantespinnvæske oppnås

Forskere har for første gang avbildet hvordan elektroner i QSL forfaller til spinnlignende partikler, eller

spinoner og ladningslignende partikler kalt chargoner.

Denne prestasjonen vil hjelpe til med utviklingen av ultraraske kvantemaskiner og energieffektive superledere.

Andre forskere har sett forskjellige spor av dette fenomenet, men vi har et reelt bilde av tilstanden der spinon er. Dette er noe nytt.

Mike Crommie, professor i fysikk og seniorforsker ved Lawrence Berkeley National Laboratory

Spinons kan kalles spøkelsespartikler, såsom de noen ganger kan observeres, men det er vanskelig å bevise selve deres eksistens. Ved hjelp av en ny metode har forskere presentert et av de beste bevisene for eksistensen av spinoner til dags dato.

I en kvantespinnvæske eller QSL beveger spinonene seg fritt, overfører varme og rotasjon, men uten elektrisk ladning. Forskere har tidligere sett etter dem ved å stole på termiske signaturbaserte metoder.

I det nye verket vokste forfatterne enkeltlagsprøver av tantaldiselenid (1T-TaSe2) bare tre atomer tykke fra Berkeley Labs avanserte lyskilde (ALS). Dette materialet tilhører en klasse av materialer som kalles overgangsmetalldikalkogenider (TMDC). 

Teamet karakteriserte deretter tynne filmer medved bruk av vinkeloppløst fotoemisjonsspektroskopi, bruker denne metoden vanligvis  Røntgenstråler. Deretter injiserte forskerne elektroner fra en metallspiss ved hjelp av skanningstunnelmikroskopi (STM) i en tantaldiselenid TMDC-prøve.

Etter dette fant forfatterne at når et elektron injiseres inn i QSL fra spissen av STM, deler det seg i to forskjellige partikler inne i QSL:

  • spinoner,
  • kostnader. 

Spinonpartikler bærer til slutt spin separat, mens ladninger separat bærer en elektrisk ladning.

Som et resultat viser STM / STS -bildet detladningene fryser på plass og danner det forskere kaller ladningstetthetsbølgen til Davidsstjernen. I mellomtiden skilles spinonene fra de immobiliserte ladningene og beveger seg fritt gjennom materialet.

Les mer:

Det gigantiske isfjellet A74 kolliderer med kysten av Antarktis

To nye dinosaurarter oppdaget i Kina

Hva er Kessler -effekten, og også når og hva vil kollisjonen av satellitter i bane føre til?