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
Medicína Objevy 30.10.2025
Vědci z Melbournské univerzity v nové studii mění pohled na neceliakální citlivost na lepek. Podle nejnovějších dat za potíže, které lidé připisují lepku, často může úplně jiná složka potravy, nebo dokonce samotná souhra mozku a střeva. Lepek (gluten) je bílkovina přirozeně obsažená v pšenici, žitu a ječmeni. Pro většinu lidí nepředstavuje problém, ale u části […]
Medicína Objevy 23.10.2025
Už desítky let je jasné, že kouření stojí za drtivou většinou případů rakoviny plic. Nyní se ale objevují důkazy, že svou roli ve vzniku plicních nádorů může hrát nejen to, co člověk vdechuje – ale i to, co máme na talíři. Přestože jídlo nepřichází do přímého kontaktu s plícemi, vědci v nové studii poukazují na […]
Objevy 8.10.2025
Tři vědci – Susumu Kitagawa, Richard Robson a Omar M. Yaghi – si letos rozdělili Nobelovu cenu za chemii. Porota ocenila jejich průkopnický výzkum metalo-organických sítí (MOF) – materiálů, které dokážou chytat plyny, čistit vodu nebo uchovávat energii. Zní to jako magie, ale jde o velmi skutečný příslib pro ekologii i průmysl budoucnosti. Materiál s […]
Objevy Technika 7.10.2025
Letošní Nobelova cena za fyziku byla udělena třem vědcům za průlomový výzkum kvantového chování v elektrických obvodech – konkrétně za ukázání kvantového tunelování a kvantování energie v systémech dostatečně velkých na to, aby je bylo možné držet v ruce. Jejich práce otevírá cestu novým kvantovým technologiím, od výkonnějších počítačů po citlivé senzory. Královská švédská akademie […]
První Nobelovu cenu letošního roku, za fyziologii a lékařství, letos získala trojice vědců – Američané Mary E. Brunkowová a Fred Ramsdell a Japonec Shimon Sakaguči. Porota ocenila jejich průlomové objevy v oblasti imunologie, které vysvětlují, jak tělo udržuje imunitní systém na uzdě, aby sice bojoval s infekcemi, ale nezničil samo sebe. Jejich práce otevřela nové […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz