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
reklama

Související články

Nakupování budoucnosti se inspiruje od Průmyslu 4.0

Nakupování budoucnosti se...

V poslední době jsme se mohli seznámit s výsledky práce českých...
Pozor na letní lásky

Pozor na letní lásky

Koncerty, dovolené u moře, festivaly – všechna tato místa lákají nejen na...
Moderní technologie chrání kulturní památky

Moderní technologie chrání...

Národní muzeum v Praze, hrad a zámek v Českém Krumlově, Zlatá bula sicilská v...
První slunné dny bezpečně aneb předejděte sluneční alergii

První slunné dny bezpečně aneb...

Užíváte si první dny na slunci naplno, ale překvapily vás svědivé pupínky nebo...
Silně ohroženým rybákům se na pokusných ostrovech na Lipně zalíbilo

Silně ohroženým rybákům se na...

Sedm hnízd a čtrnáct malých ptáčat rybáka obecného napočítali jihočeští...
Odpadní termoplasty se stávají novým materiálem pro stavebnictví

Odpadní termoplasty se stávají...

Při výrobě a zpracování plastů vznikají různé polymerní typy odpadů, pro které zatím...
Svět potřebuje vědu, věda potřebuje ženy

Svět potřebuje vědu, věda...

L’Oréal Česká republika již popatnácté ocenil tři nadané vědkyně pomocí...
Úrazy očí u dětí

Úrazy očí u dětí

Až čtvrtina úrazů oka se v letních měsících týká dětí. Spousta poranění se...
Na počtu terapií se rok pandemie výrazně nepodepsal

Na počtu terapií se rok pandemie...

Na pražské klinice asistované reprodukce IVF CUBE v nejbližších dnech...
Fakultní nemocnice Bulovka oslavila 90 let

Fakultní nemocnice Bulovka...

Před devadesáti lety byla uvedena do provozu jedna z pěti největších pražských...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Pozor na letní lásky

Pozor na letní lásky

Koncerty, dovolené u moře, festivaly – všechna tato místa lákají nejen na...
Vesmírný vampýr

Vesmírný vampýr

Zatímco planeta Země má svého nesmrtelného literárního Drákulu, za jehož...
Moderní technologie chrání kulturní památky

Moderní technologie chrání...

Národní muzeum v Praze, hrad a zámek v Českém Krumlově, Zlatá bula sicilská v...
Lenochodi o velikosti slonů: Proč jejich život neočekávaně skončil?

Lenochodi o velikosti slonů: Proč...

V nejmladší době ledové se po povrchu ekvádorského poloostrova Santa Elena...
Když se zatmí mysl

Když se zatmí mysl

Pacientů s Alzheimerovou chorobou každoročně přibývá. V roce 2019 trpělo v...
Tajemství daňových rájů a jejich fungování

Tajemství daňových rájů a jejich...

Určitě už jste někdy slyšeli o pojmu daňový ráj? Co to...
Nejdivnější online zaměstnání: chůva nebo instruktor golfu

Nejdivnější online zaměstnání:...

Ještě před dvěma lety si mnoho lidí nedokázalo představit,...
Nelehké pátrání po dědečkovi Adolfa Hitlera

Nelehké pátrání po dědečkovi...

Vyznat se v podivných vztazích prvního muže Říše, Adolfa Hitlera,...
Jak myslí hluší?

Jak myslí hluší?

Myslení, každý si asi umí představit, co myšlená znamená a taktéž...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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