(c) Graphicstock

Spin a náboj elektronu se mohou pohybovat různými rychlostmi

Nový výzkum má ukazovat, jak moc je možné elektron „rozdělit“, tedy manipulovat odděleně se spinem a nábojem částice. Představme si situaci, kdy se elektrony v elektrickém poli pohybují natolik zhuštěně, že se nemohou navzájem „předjíždět“. Jedná se tedy o prostředí ve velmi úzkém vodiči, řekněme cca ve stavu 1D. Z již dříve provedených výpočtů ovšem vyplývá, že spin a elektrický náboj by se za těchto okolností měly pohybovat různou rychlostí.
Aktuálně provedená analýza (nejen počítání, ale i vlastní měření) potvrdila rozdílné rychlosti obou složek. „Je to, jako by auta (tj. náboje) jela v pomalém pruhu, ale jejich pasažéři (spiny) se pohybovali rychleji, ve vedlejším pruhu,“ uvedl Pedro Vianez z Cavendish Laboratory v Cambridge. „A když auta a cestující zpomalí nebo zrychlí, stále zůstávají odděleni.“ V jednom pruhu se pohybují kvazičástice spinu, spinony, ve druhém náboje (zde nazývané holony, jindy chargony). Navíc se ukazuje, že tyto kvazičástice přetrvávají i za vysokých energiích – tj. nestanou se nestabilními, což se předpokládalo dříve.
Samotná měření se uskutečnila ve svazcích polovodičů z drátků o délce od 1 do 18 mikrometrů, s pouhými 30 elektrony v drátku, a to při teplotě 0,3 K (Poznámka: jak teplota koresponduje se zmíněnými vysokými energiemi, tomu laik jistěže nerozumí).
Praktický význam má otázka, zda oddělení spinu a náboje mohlo fungovat i mimo režim 1D, třeba u vysokoteplotní supravodivosti. Dále se nabízí uplatnění příslušného rozdělení ve spintronice.

Pedro M. T. Vianez et al, Observing separate spin and charge Fermi seas in a strongly correlated one-dimensional conductor, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abm2781
Zdroj: University of Cambridge / Phys.org

Poznámka PH: Interpretace, že „nábojová excitace“ se pohybuje pomaleji, protože zde dochází k odpuzování, je téměř jistě příliš příliš laická. Protože takhle laicky chápáno „spin oddělený od náboje“ by se v příslušném gradientu elektrického pole asi nemusel pohybovat vůbec…?

Sedm objevů Ameriky

Asi každý dnes ví, že před Kolumbem objevili Ameriku Vikingové. Co se tedy myslí celkem …

Napsat komentář

Vaše e-mailová 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