Fizycy odkryli nowy rodzaj kwazicząstek

Tak niezwykłego odkrycia dokonali inżynierowie z Uniwersytetu w Manchesterze, pracujący pod kierownictwem A. Gra. Odkryli zupełnie nową rodzinę kwazicząstek w azotku grafenu i boru. Te nowe kwazicząstki nazywane są fermionami Brown-Zacka. Chodzi o to wyjątkowe odkrycie, o którym teraz opowiem.

Jak odkryto nowe cząstki

Odkrycie stało się możliwe dzięki żmudnej pracy inżynierów, podczas której udało im się niemal idealnie zrównać siatkę atomową warstwy grafenu z izolacyjną warstwą azotku boru. Jednocześnie okazało się, że znacząco zmienił właściwości samego grafenu.

Tak więc, zgodnie z wyjaśnieniami uczestników eksperymentu, w zerowym polu magnetycznym trajektoria ruchu elektronów jest prosta do momentu przyłożenia pola magnetycznego do materiału. Po takim zderzeniu trajektoria elektronów zmienia się i nabiera łukowatego kształtu.

Tak więc w grafenie wyrównanym początkowo manifestują się dokładnie te same właściwości. Ale jeśli pole magnetyczne o określonych parametrach jest ułożone w specjalny sposób, to cząstki w wyrównanym grafenie znów poruszają się po linii prostej, tak jakby w ogóle nie było pola magnetycznego.

Takie zachowanie elektronów bardzo różni się od założeń teoretycznych. Naukowcy powiązali to zjawisko z powstawaniem nieznanych wcześniej kwazicząstek o zwiększonej ruchliwości w silnym polu magnetycznym.

Przed obecnym eksperymentem ogólne zachowanie elektronów w warstwie grafenu zostało opisane przy użyciu fermionów Diekarda - specjalnego rodzaju fermionów. Ale nie potrafili opisać nowych zaobserwowanych właściwości.

Dlatego autorzy badania zaproponowali zupełnie nowe fermiony Brown-Zack. Są to specjalne kwazicząstki, które występują w supersieciach grafenu w zwiększonym polu magnetycznym.

W zasadzie można je przedstawić jako skumulowane drgania elektronów w warstwie grafenu, które wykazują „zbiorowe zachowanie”, podobnie jak gigantyczna cząstka o zerowej masie.

Dzięki swoim wyjątkowym właściwościom nowe kwazicząstki praktycznie w żaden sposób nie reagują na silne pola magnetyczne i są w stanie poruszać się po prostym torze.

Jednocześnie eksperymenty wykazały, że nowe cząstki pozostawały w ruchu prostym przy indukcji magnetycznej 16 Tesli (która jest 500 000 razy większa niż naturalne pole magnetyczne Ziemi).

Gdzie można zastosować odkrycie

Każde odkrycie powinno być użyteczne, a według naukowców ich odkrycie znajdzie zastosowanie. podczas tworzenia nowych urządzeń elektronicznych, które będą miały specjalną odporność na działanie magnetyczne pola.

Eksperymenty w tym kierunku są kontynuowane, a naukowcy będą eksperymentować z innymi dwuwymiarowymi materiały, ponieważ istnieje duże prawdopodobieństwo, że podobne kwazicząstki istnieją w innych materiały.

Podobał mi się artykuł, więc podnieśliśmy kciuki i koniecznie subskrybuj. Dziękuję za uwagę!