Fyzikové poprvé přímo pozorovali spin elektronů

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.

Autor: Jan Weyer
Rubriky:  Objevy
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Andy odkryly další svá tajemství

Andy odkryly další svá tajemství

Ve skrytém bolivijském údolí na svazích And poblíž tamní metropole La Paz...
Zvoní rakovinovým metastázám hrana? Izraelská metoda slibuje, že ano

Zvoní rakovinovým metastázám...

Izraelští vědci ve spolupráci se svými americkými kolegy vyvinuli novou metodu,...
Neviditelní živočichové z mořských hlubin

Neviditelní živočichové z...

Kam se hrabou scénáristi hollywoodských hororů. Co dokáže vymyslet...
Čeští archeologové si připsali další úspěch

Čeští archeologové si připsali...

Archeologická skupina ze společnosti Archaia nalezla při průzkumu zadního traktu domu...
Zkameněliny z Národního muzea změnily pohled na počátek evoluce zubů

Zkameněliny z Národního muzea...

Díky novým technologiím a novému výzkumu zkamenělin z jihozápadního okolí...
V Mexiku byla objevena dosud nejstarší a největší mayská stavba

V Mexiku byla objevena dosud...

Pomocí metody dálkového průzkumu učinili badatelé v mexickém státě...
Na cesty vyrážím zásadně s mobilem a zápisníkem, říká reálný „Indiana Jones“

Na cesty vyrážím zásadně s mobilem a...

Právem bývá nazýván Indiana Jonesem skutečného života. Rodák z...
Mamuti v Mexiku

Mamuti v Mexiku

Ke zcela nečekanému objevu došlo při stavbě nového letiště 50 kilometrů...
Nalezena dosud nejstarší jeskynní kresba na našem území

Nalezena dosud nejstarší jeskynní...

Badatelé z Palackého univerzity v Olomouci nalezli v Moravském krasu dosud...
Objeven nový druh nártouna

Objeven nový druh nártouna

Každoročně se učebnice biologie rozšiřují o nově objevené druhy....

Nenechte si ujít další zajímavé články

Dějepis jinak: Proč neexistuje rok nula?

Dějepis jinak: Proč neexistuje...

Co vlastně znamenají zkratky, které někdy píšeme po...
Temné dějiny Vatikánu: Papež mrtvému předchůdci usekne prsty!

Temné dějiny Vatikánu: Papež...

„Náš papež Formosus (asi 816-896) zemřel,“ nese se Římem, „zřejmě ho otrávili!“....
Byl Bush junior nejhorším prezidentem v historii USA?

Byl Bush junior nejhorším...

Syn úspěšného otce, symbol války proti teroru. George W. Bush se pro mnohé zapíše...
Turkmenistán: Brána do pekla hoří již 50 let

Turkmenistán: Brána do pekla hoří...

Turkmenistán je země, která toho cestovatelům nemám moc co nabídnout....
Nejznepokojivější práce? Mimo jiné i umývač oken na nejvyšší budově světa

Nejznepokojivější práce? Mimo jiné i...

Práce je nedílnou součástí života, pracovat musíme...
Řež u Hradce Králové: Staré pořádky skončily, Prusko je hegemonem

Řež u Hradce Králové: Staré...

Píše se 3. červenec roku 1866 a více než dvouměsíční krvavá válka mezi Pruskem a...
Má hlídat dítě, místo toho ho chladnokrevně zabije

Má hlídat dítě, místo toho ho...

Když ráno 29. února roku 2016 opouštějí Vladimír Meščerjakov a Jekatěrina...
Tajné funkce věcí denní potřeby: Na co je modrá část gumy?

Tajné funkce věcí denní potřeby: Na...

Ne ke každé věci, kterou si v obchodě koupíte, existuje návod. Kvůli tomu...
Šáhdžahán I. nechal postavit zesnulé manželce monumentální hrobku

Šáhdžahán I. nechal postavit...

Churram, Akbarův vnuk, který přijme vladařské jméno Šáhdžahán I., se svými...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.