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

Nejlepší současné dokumenty zdarma na online festivalu AFO

Nejlepší současné dokumenty...

Blíží se již 56. ročník mezinárodního festivalu...
Kvůli HPV se umírá zbytečně

Kvůli HPV se umírá zbytečně

Každých 20 hodin zemře na rakovinu děložního čípku v České republice jedna...
Vrcholí tření největšího hejna bolenů dravých v republice

Vrcholí tření největšího hejna...

Zajímavý přírodní jev je možné pozorovat v těchto dnech na vodárenské nádrži...
Hemofilici jsou při pandemii pod tlakem

Hemofilici jsou při pandemii pod...

Stres a psychické vyčerpání zažívá při pandemii kdekdo. Když však navíc...
Změna migrace ryb zlepší stav chráněných biotopů na Šumavě

Změna migrace ryb zlepší stav...

Nad Údolní nádrží Lipno vyroste mobilní konstrukce, která bude sloužit k omezení...
Nová technologie v léčbě Parkinsonovy nemoci

Nová technologie v léčbě...

Světový den Parkinsonovy nemoci si každoročně připomínáme 11. dubna. Jedná se...
V liberecké zoo se narodil pásovec kulovitý

V liberecké zoo se narodil...

Přestože je pásovec kulovitý (Tolypeutes matacus) chován ve více než 65...
Češi zrekonstruovali slavný záběr „Einsteinova“ zatmění Slunce. Snímek byl oceněn i v NASA

Češi zrekonstruovali slavný záběr...

V pondělí 5. dubna 2021 publikovala Asociace univerzit pro výzkum vesmíru NASA jako...
Podaří se ji ve světě zcela vymýtit?

Podaří se ji ve světě zcela...

Dětská přenosná obrna je jednou z nemocí, které měly ještě v minulém...
Záhadná úmrtí orlů v USA

Záhadná úmrtí orlů v USA

Více než 25 let trápily americkou veřejnost na jihovýchodě USA záhadné úhyny...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Oslnivá záře: Zlatá pagoda s diamantovou střechou

Oslnivá záře: Zlatá pagoda s...

Je krásná. Ohromující. Dominuje nejenom panoramatu bývalé myanmarské metropole...
Pozor na to, čím se líčíte

Pozor na to, čím se líčíte

Nejrůznější způsoby zkrášlování jsou vymýšleny již od nepaměti, historie sahá...
Husitský hejtman Ondřej Keřský z Římovic si živobytí opatřoval loupežemi

Husitský hejtman Ondřej Keřský z...

„Pryč s tím zemským škůdcem!“ vykřikne kdosi a přihlížející dav souhlasně...
Nejsilnější psi na světě: Pořídili byste si je?

Nejsilnější psi na světě:...

Zatímco některá psí plemena jsou malá, přítulná a vhodná do panelákového bytu,...
Hemofilici jsou při pandemii pod tlakem

Hemofilici jsou při pandemii pod...

Stres a psychické vyčerpání zažívá při pandemii kdekdo. Když však navíc...
Bitva o Ramree: Sežrali krokodýli tisícovku Japonců?

Bitva o Ramree: Sežrali krokodýli...

Stát!“ zvolá britský velitel, když se s četou dostane k okraji močálu,...
Život na Saturnově ledovém měsíci

Život na Saturnově ledovém měsíci

Astronomové z Free University v Berlíně přišli s fascinujícím objevem, podle...
Prosím alkohol. Ale bez alkoholu!

Prosím alkohol. Ale bez alkoholu!

Víte, proč pijeme alkohol? Někdo přizná, že je to kvůli povznášejícímu...
Císař Ferdinand I. se pokoušel zatrhnout šizení na tržištích

Císař Ferdinand I. se pokoušel...

„Prvotřídní kvalita, dovoz z Itálie,“ přesvědčuje kupec s látkami bohatou pražskou měšťanku. Žena...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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