Domů     Objevy
Fyzikové poprvé přímo pozorovali spin elektronů
21.stoleti 4.5.2010

Spojenému týmu amerických a německých fyziků se nedávno podařilo poprvé přímo pozorovat takzvaný spin elektronů v atomech kobaltu. Jejich pozorování může výrazně přispívá k poznávání procesů na subatomární úrovni a své uplatnění nalezne zejména v oboru budoucnosti – spinové elektronice. Spojenému týmu amerických a německých fyziků se nedávno podařilo poprvé přímo pozorovat takzvaný spin elektronů v atomech kobaltu. Jejich pozorování může výrazně přispívá k poznávání procesů na subatomární úrovni a své uplatnění nalezne zejména v oboru budoucnosti – spinové elektronice.

Na subatomárních úrovních, tedy v hájemství kvantové fyziky, existuje řada vlastností, které nemají žádnou obdobu ve světě naší běžné zkušenosti. Jednou z nich je i takzvaný spin, jakási vnitřní „rotace“ částice. Podle toho, jakých hodnot spinu může příslušná částice nabývat, je fyzikové dělí na fermiony a bosony.

Spin fermionů, jako jsou elektrony, protony či neutrony, může nabývat pouze násobků ½ (tedy ½, 1, 3/2…), spin bosonů (fotony, gluony, mezony atd.) můžeme naopak vyjádřit pouze celým číslem (0,1,2..). Jednou z výhod poločíselného spinu elektronů je, že se mohou vyskytovat ve svou stavech – „spinem nahoru“ či „spinem dolů“. Právě této vlastnosti by měla využívat technologie budoucnosti – spinová elektronika. Zatímco současné počítače využívají k uskladňování informací celé desítky až tisíce atomů, spintronickým zařízením by mohl k uchovávání či přenášení informací ve dvojkové soustavě stačit pouze jediný elektron.

Celá věc má však jeden háček. Spin je sice dokonalou teoretickou konstrukcí, která umožňuje fyzikům vysvětlit obrovskou škálu procesů, které na subatomární úrovni probíhají, zatím se však ještě nikomu nepodařilo tento jev přímo pozorovat. Tedy – až donedávna.  Vědci z univerzity v Delaware v americkém státě Ohio spolu se svými kolegy z univerzity v Hamburku využili unikátních vlastností elektronového skenovacího mikroskopu.

Atomy kobaltu, nanesené na destičce vyrobené z manganu manipulovali prostřednictvím mikroskopu tak, že jejich elektrony otáčely buď spinem nahoru, nebo spinem dolů. Experiment vědci zatím prováděli za velmi neobvyklých podmínek: pomocí kapalného hélia za teploty 10 Kelvinů (-263,15 0C). Aby bylo možné využít jej v ve stolních počítačích, bude nutno jej zopakovat za běžných pokojových teplot. Vedoucí autor studie Andre Kubetzka z univerzity v Hamburku však optimistický: „Kombinace manipulace atomů a citlivosti spinu nám dává novou perspektivu pro konstruování struktur na úrovni atomu a průzkumu jejich magnetických vlastností,“ vysvětluje mladý německý fyzik.

Související články
Vědci nalezli v třetihorním baltském jantaru důkazy, že nejen vzhled hmyzu, ale také jeho chování je konzervováno desítky milionů let. Přibližně před 40 miliony let se termití pár druhu Electrotermes affinis zrovna věnoval námluvám, když uvízl v lepkavé pryskyřici stromu a navždy zůstal uvězněn ve zkamenělém jantaru. Tato dosud jediná známá fosilie páru termitů poskytla vědcům […]
Rychlejší, levnější a také ekologicky udržitelnější vývoj léků umožní průlomová technologická platforma AMADEUS, kterou ve výzkumném institutu CATRIN při Univerzitě Palackého vyvíjí Alexander Dömling. Evropská výzkumná rada mu na to udělila prestižní grant s dotací 3,4 milionu eur. Cíl pětiletého projektu prozrazuje již jeho název: Automatizované, miniaturizované a zrychlené objevování léčiv (AMADEUS). Výzkumníci budou provádět chemické […]
Kredit českých archeologů jakoby sahal na špičky pyramidy a zároveň k samým základům podzemních hrobek. Napříč věky, kontinenty a s rozdílnými terény v posledních letech dosáhli omračujících nálezů. Patří k nim i práce na lokalitě Wad Ben Naga v Súdánu. Egypt nabízí desítky archeologických lokalit. V Deltě Nilu, ve středním Egyptě, Horním Egyptě. Další jsou i v sousedním Súdánu, kde čeští […]
Zvířecí kůže je součástí lidského odívání už od pravěku. Nyní se podnikatelé snaží přijít s její etičtější, ekologicky udržitelnější a efektivnější náhradou. A daří se jim to, spojence našli v houbách. V nepříliš vzdálené budoucnosti bychom tak mohli nosit kožené boty, které, když doslouží, bude možné rozložit kompostováním. Houby jako zdroj materiálu pro zhotovování nejrůznějších […]
Kurosh Karimi a Günther Kletetschka z Ústavu hydrogeologie, inženýrské geologie a užité geofyziky Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy popsali novou metodu lokalizace tělesa skrytého pod povrchem. Nová metoda umožňuje odhadnout polohu, zejména hloubku tělesa a byla publikována v časopise Scientific Reports. Vše v zemské kůře má svou specifickou hustotu, například dvě přibližně stejně velké struktury mohou mít […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz