(c) Graphicstock

Elektrony mohou proudit i v balíčcích

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.?

V supratekutém heliu He-3 neexistuje rychlostní limit

Helium-3 je méně běžný izotop helia, hned s několika zajímavými vlastnostmi. Spolu s běžným („lehkým“) …

2 komentáře

  1. Pascalův trojúhelník

    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

  2. Pavel Houser

    dekuji… 7 opravil na 6, ano, pardon.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close