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
NOVINKY Objevy Technika 12.12.2024
Robotika opět pokročila na další úroveň. Vědci z Fakulty elektrotechnické ČVUT vyvinuli systém, díky kterému se humanoidní roboti mohou pohybovat mezi lidmi přirozeně a bezpečně. Třeba i hrát stolní hry. Tento přelomový algoritmus, nazvaný Harmonious, umožňuje humanoidům nejen reagovat na své okolí, ale také být empatickými společníky, kteří v reálném čase přizpůsobují své pohyby aktuálním […]
Objevy Zajímavosti 11.12.2024
Původně šlo o čistokrevnou parodii, v průběhu let se Ig Nobelova cena vyvinula v respektované uznání inovativního výzkumu. A letos nechybělo ani české zastoupení. Falešnou skromnost odložme stranou, úspěch to je významný – konkurence na poli bláznivého výzkumu je totiž veliká. „Každý nositel Ig Nobelovy ceny udělal něco, co lidi nejprve rozesměje, a pak přiměje k zamyšlení,“ připomněl […]
Luční rostliny ve střední Evropě začínají měnit své chování díky teplejším zimám posledních let. Vědci z Botanického ústavu AV ČR zjistili, že mnoho vytrvalých druhů zůstává i během zimy zelených a fotosynteticky aktivních. Jejich zimní listy mají navíc unikátní vlastnosti, díky kterým dokážou odolat náhlým mrazům, které ani v mírnějších zimách nejsou výjimkou. V minulosti […]
Objevy Zajímavosti 25.11.2024
Tomáš Jungwirth z Fyzikálního ústavu Akademie věd obdržel nejvyšší české vědecké ocenění – Národní cenu Česká hlava. Cena vyjadřuje uznání za celoživotní úspěšné a excelentní působení ve výzkumné, vývojové a inovační oblasti, zejména za výzkum spintroniky. Jungwirthův výzkum spintronických pamětí je zásadní pro vývoj procesorových čipů budoucnosti. Tradiční magnetické materiály, které dnes nacházíme i v […]
Historie Objevy 22.11.2024
Ve starověké pohřební jámě v Grotte des Pigeons neboli Jeskyni holubů v severovýchodním Maroku objevili vědci semenné bobule chvojníku (Ephedra). Ty obsahují stimulant efedrin, který mohl pozůstalé uvést do stavu euforie s přítomností halucinací. Jedná se o důkaz dávného využívání rostlin jako léčiv či k nastolení transu. Chvojníky jsou bohatě rozvětvené keře připomínající přesličku. První […]
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