Nano technológia

Nanotechnológia most – Sajtóközlemény: Kvantumanyagok: Először mértek elektronspintést

Időbélyeg: 25. június 2023 10: 20 PM
Forrás csomópont: 2566014

Újra kiadta Platón

Kezdőlap > nyomja meg > Kvantumanyagok: Első alkalommal mért elektron spin

A felület három perspektívája, amelyen az elektronok mozognak. Bal oldalon a kísérleti eredmény, középen, jobb oldalon az elméleti modellezés. A piros és a kék szín az elektronok sebességének mértékét jelenti. Mind az elmélet, mind a kísérlet a kristály szimmetriáját tükrözi, nagyon hasonló a hagyományos japán „kagome” kosarak textúrájához CREDIT
Bolognai Egyetem

Absztrakt:
Egy nemzetközi kutatócsoportnak először sikerült megmérnie az anyag elektron spinjét – azaz annak a térnek a görbületét, amelyben az elektronok élnek és mozognak – a „kagome anyagokon”, a kvantumanyagok új osztályán belül.

Kvantumanyagok: Első alkalommal mért elektron spin

Bologna, Olaszország | Feladás dátuma: 9. június 2023

A kapott eredmények – a Nature Physics-ben megjelentek – forradalmasíthatják a kvantumanyagok tanulmányozásának módját a jövőben, megnyitva a kaput a kvantumtechnológiák új fejlesztései előtt, amelyek számos technológiai területen alkalmazhatók, a megújuló energiától a biomedicináig, az elektronikától a kvantumszámítógépek.

A sikert tudósok nemzetközi együttműködése érte el, amelyben Domenico Di Sante, az „Augusto Righi” Fizikai és Csillagászati Tanszék professzora vett részt a Bolognai Egyetemen Marie Curie BITMAP kutatási projektjének részeként. Csatlakoztak hozzá kollégái a CNR-IOM Trieste-től, a Velencei Ca' Foscari Egyetemtől, a Milánói Egyetemtől, a Würzburgi Egyetemtől (Németország), a St. Andrews Egyetemtől (Egyesült Királyság), a Boston College-tól és a Santa Barbarai Egyetemtől (USA).

Fejlett kísérleti technikák révén, egy részecskegyorsító, a szinkrotron által generált fény felhasználásával, valamint az anyag viselkedésének modern modellezési technikáinak köszönhetően a tudósok először tudták megmérni az elektronspint a topológia fogalmával kapcsolatban.

„Ha veszünk két tárgyat, például egy focilabdát és egy fánkot, észrevesszük, hogy sajátos alakjuk különböző topológiai tulajdonságokat határoz meg, például azért, mert a fánkon van lyuk, míg a futballon nincs” – magyarázza Domenico Di Sante. "Hasonlóan az anyagokban lévő elektronok viselkedését befolyásolják bizonyos kvantumtulajdonságok, amelyek meghatározzák a forgásukat abban az anyagban, amelyben megtalálhatók, hasonlóan ahhoz, ahogy a fény pályáját az univerzumban módosítja a csillagok, fekete lyukak, sötétség jelenléte. anyag és sötét energia, amelyek meghajlítják az időt és a teret."

Bár az elektronoknak ez a tulajdonsága sok éve ismert, ezt a „topológiai spint” eddig senki sem tudta közvetlenül megmérni. Ennek elérése érdekében a kutatók a „kördikroizmus” néven ismert sajátos hatást aknázták ki: egy speciális kísérleti technikát, amely csak szinkrotronforrással használható, és amely az anyagok polarizációjuktól függően eltérő fényelnyelő képességét használja ki.

A tudósok különösen a „kagome anyagokra” helyezték a hangsúlyt, a kvantumanyagok egy osztályára, amelyek nevüket annak köszönhetik, hogy hasonlítanak a hagyományos japán kosarat (vagyis „kagoménak” nevezett) összefont bambuszszálak szövéséhez. Ezek az anyagok forradalmasítják a kvantumfizikát, és a kapott eredmények segítségével többet megtudhatunk különleges mágneses, topológiai és szupravezető tulajdonságaikról.

„Ezek a fontos eredmények a kísérleti gyakorlat és az elméleti elemzés közötti erős szinergiának köszönhetőek voltak” – teszi hozzá Di Sante. „A csapat elméleti kutatói kifinomult kvantumszimulációkat alkalmaztak, amelyek csak nagy teljesítményű szuperszámítógépek használatával lehetségesek, és ily módon elvezették kísérletező kollégáikat az anyag azon meghatározott területére, ahol a cirkuláris dikroizmus hatását mérni lehetett.

A tanulmány a Nature Physics folyóiratban jelent meg „Síksávos elválasztás és robusztus spin Berry görbület kétrétegű kagome fémekben” címmel. A tanulmány első szerzője Domenico Di Sante, a Bolognai Egyetem „Augusto Righi” Fizikai és Csillagászati Tanszékének kutatója. A trieszti CNR-IOM, a Velencei Ca' Foscari Egyetem, a Milánói Egyetem, a Würzburgi Egyetem (Németország), a St. Andrews Egyetem (Egyesült Királyság), a Boston College és a University of University tudósaival dolgozott együtt. Santa Barbara (USA).

####

További információért kattintson a gombra itt