Sciencemag.cz
Doporučujeme
Skupiny elektronů jako nově objevený exotický stav hmoty. A jak to souvisí s Pascalovým trojúhelníkem?
Jeremy Levy a Patrick Irvin z University of Pittsburgh, specialisté na fyziku kondenzovaných látek, popisují situaci v jednorozměrných vodičích, kde více elektronů teče v řadě hned za sebou jako jeden objekt, obdoba kolony aut na dálnici, nerozptylují se do různých směrů. Přitom oproti běžnému elektrickému proudu dochází pochopitelně k menším ztrátám energie. Pokud by se tento princip nějak uplatnil v elektronice, znamenalo by to nižší spotřebu i menší nároky na chlazení. Celý jev se označuje jako balistická vodivost.
Pozorovat se podařilo skupiny 2–5 elektronů, i přes jejich odpuzování v důsledku shodného elektrického náboje jsou propojeny tak těsně, že skupinu lze prý pokládat rovnou za nový, dosud neznámý typ částice – podobně jako z kvarků vznikají protony a neutrony. Autoři výzkumu celý jev zaznamenali v datech na základě vzorů odpovídajícímu Pascalově trojúhelníku. Ten má v každém řádku o bod víc a hodnotu řádku odpovídající vždy součtu všech bodů od příslušného řádku nahoru (takže sekvence: 1, 3, 6, 10, 15, 21…). Právě tyto sekvence pak odpovídaly „součtu“ skupin o různém počtu elektronů.
Skupiny elektronů mají mít navíc vlastnosti související s kvantovou provázaností (entanglement), takže by se mohly dát využít i při kvantovém počítání.
DOI: 10.1126/science.aat6467 „Pascal conductance series in ballistic one-dimensional LaAlO3/SrTiO3 channels“ Science (2020). https://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aat6467
Zdroj: University of Pittsburgh/Phys.org
Poznámky PH:
Má to nějakou souvislost se supravodivostí, s těmi všemi Einstein-Boseho kondenzáty a Cooperovými páry, kdy se elektrony mají chovat také kolektivně? V abstraktu článku se mluví o „rodině degenerovaných kvantových kapalin“.
Souvislost s Pascalovým trojúhelníkem je (subjektivně) poněkud nesrozumitelná. Proč by v zaznamenaných datech (dejme tomu nějaký součet jednotkové hodnoty přeneseného náboje) měla být čísla z Pascalova trojúhelníku? To se nemůže téct za sebou více dvojic, trojic apod.?
Dobrý den.
Originální článek jsem ještě nečetl, ale nebude to souviset nějak s kombinatorikou, binomické rozdělení (spin +1/2, -1/2), atp. ? A mimochodem, jedná li se o 3. šikmou „řadu“, její postup je 1, 3, 6, 10, 15, 21, … 🙂
Díky za článek a s pozdravem,
Aleš Bezrouk
dekuji… 7 opravil na 6, ano, pardon.