Електрони є основними носіями електрики і завдяки ним же ми можемо виготовляти магніти. Електричний і магнітний заряд переносяться електронами, які традиційно здаються не лише не мають розміру, але і неподільними. Проте, нові експерименти показали, що електрони, за умови насиченості ними в тонких дротах, можуть бути «розщеплені». Дослідники з Кембріджського та Бірмінгемського університетів (обидва - Велика Британія) зафіксували явище поділу спина і заряду в надтонких провідниках і показали, що електрони в таких провідниках можуть бути розділені на дві нові частинки, які отримали найменування «спінони» (spinons) і «Холон» ( holons).
Результати досліджень опубліковані в журналі Science (Probing Spin-Charge Separation in a Tomonaga-Luttinger Liquid).
Спостерігати цей ефект можна в квазіодномірних системах, в яких взаємодія електронів приятель з одним купує значно більше значення, ніж у звичайних металах. Потрапили в такі «незручні умови» електрони розглядаються як комбінація двох квазічастинок - спінона, що переносить тільки спін, і Холона, що переносить тільки заряд.
Свої експерименти автори побудували на базі моделі рідини Томонагі - Латтінжера, яка описує взаємодію електронів в одновимірних провідниках - так званих квантових дротах. Останні містилися на мінімальній відстані від поверхні металу, електрони з якою «перестрибували» на провідники за рахунок ефекту квантового тунелювання. Вся система була охолоджена до наднизьких температур (близько 0,1 К) і поміщена в зовнішнє магнітне поле; змінюючи параметри поля і спостерігаючи за тим, як реагують на це тунельного електрони, дослідники отримали експериментальні свідчення поділу.
«Такого роду провідники широко використовуються для з'єднання квантових точок, які в майбутньому, ймовірно, стануть основою квантових комп'ютерів, - пояснює один з авторів роботи вчений Кавендішської Лабораторії з Кембриджу Кріс Форд (Chris Ford). - Крім того, вивчення властивостей квантових дротів нерозривно пов'язане з теоріями надпровідності і електропровідності твердих тіл ».
«Коли фахівці навчилися контролювати властивості електрона, з'явилися напівпровідники, а з ними і дешеві комп'ютери, iPod'и і багато чого того ж, - каже інший співучасник дослідження - вчений теоретичної фізики з Бірмінгема Енді Скофілд (Andy Schofield). - Додатково невідомо, чи вийде у нас настільки ж вільно завідувати цими новими частинки ».
Справедливості заради слід зазначити, що вперше таке явище спостерігалося ще три роки назад вченими Національної Лабораторії Лоуренса в Берклі (Lawrence Berkeley National Laboratory), США.
Список літератури
http://www.admin.cam.ac.uk/ ... p/2009073101
http://www.nanowerk.com/ ... wsid = 653.php