Schéma trojúhelníkové spinové mřížky a hvězdicovitého uspořádání vlny hustoty náboje v monovrstvě selenidu tantaličitého TaSe2. Každá šesticípá hvězda se skládá ze 13 atomů tantalu. Lokalizované spiny odpovídají modrým šipkám ve středu hvězdy. Vlnová funkce lokalizovaných elektronů je znázorněna šedým stínováním. Credit: Mike Crommie et al./Berkeley Lab

Zachytili rozpad elektronu na chargon a spinon

Fyzikům se podařilo pořídit dosud nejpodrobnější snímek/popis kvantové spinové kapaliny a toho, jak v tomto stavu hmoty dochází k rozpadu elektronů na dvě (kvazi)částice: spinony nesoucí spin a chargony s elektrickým nábojem.
„Jiné studie zaznamenaly různé stopy tohoto jevu, ale my máme skutečný obraz stavu, ve kterém spinon existuje,“ uvádí hlavní autor studie Mike Crommie z Lawrence Berkeley National Laboratory a profesor fyziky na Kalifornské univerzitě.
V kvantové spinové kapalině se spinony volně pohybují. Kromě spinu nesou i energii, takže jejich detekce většinou znamená cca to, že se podaří zaznamenat teplo uvolňované při srážkách. Nyní se naproti tomu údajně mělo zachytit přímé rozložení spinonů v materiálu.
Nový výzkum se zaměřil na vrstvu selenidu tantaličitého TaSe2 tlustou pouhé 3 atomy. TaSe2 patří mezi dichalkogenidy přechodných kovů, což jsou materiály oblíbené v elektronice a speciálně při výzkumu 2D vrstev. Tenké vrstvy TaSe2 byly připraveny epitaxí z molekulárních svazků a poté charakterizovány pomocí úhlově rozlišené fotoemisní spektroskopie, Pomocí rastrovací tunelové mikroskopie pak vědci do vrstvy z kovové jehly vstříkli elektrony.
Snímky získané skenovací tunelovou spektroskopií (zobrazovací technikou, která měří, jak se částice uspořádávají při určité energii) pak ukázaly vrstvu záhadných vln o vlnové délce větší než jeden nanometr, která pokrývala povrch materiálu. Po vyloučení řady dalších možných vysvětlení se ukázalo, že právě toto je signatura spinonů. Elektrony z jehly mikroskopu se ve spinové kvantové kapalině rozpadly na spinony a chargony. Chargony zamrzly na místě a vytvořily vlny hustoty náboje v podobě šesticípých hvězd, naopak spinony se volně pohybovaly materiálem (v průvodní tiskové zprávě se spinony dokonce přirovnávají k duchům).
Výsledky výzkumu by podle jeho autorů mohl usnadnit vývoj superrychlých kvantových počítačů a energeticky účinných supravodičů. V kvantových spinových kapalinách by mohly vznikat exotické formy supravodivosti.

Ruan, W., Chen, Y., Tang, S. et al. Evidence for quantum spin liquid behaviour in single-layer 1T-TaSe2 from scanning tunnelling microscopy. Nat. Phys. (2021). doi.org/10.1038/s41567-021-01321-0 , www.nature.com/articles/s41567-021-01321-0
Zdroj: Lawrence Berkeley National Laboratory / Phys.org

Vzorky odebrané Perseverance vypráví o historii Marsu

Americké vozítko Perseverance úspěšně odebralo první dva vzorky marsovských hornin a vědci již začínají získávat …

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