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

Nejlepší současné dokumenty...

Blíží se již 56. ročník mezinárodního festivalu...

Češi zrekonstruovali slavný záběr...

V pondělí 5. dubna 2021 publikovala Asociace univerzit pro výzkum vesmíru NASA jako...

Nadějné výsledky nové studie: Ruská...

Je to sotva pár dní, co vyšly v odborném periodiku Lancet výsledky třetí a...

Andy odkryly další svá tajemství

Ve skrytém bolivijském údolí na svazích And poblíž tamní metropole La Paz...

Zvoní rakovinovým metastázám...

Izraelští vědci ve spolupráci se svými americkými kolegy vyvinuli novou metodu,...

Neviditelní živočichové z...

Kam se hrabou scénáristi hollywoodských hororů. Co dokáže vymyslet...

Čeští archeologové si připsali...

Archeologická skupina ze společnosti Archaia nalezla při průzkumu zadního traktu domu...

Zkameněliny z Národního muzea...

Díky novým technologiím a novému výzkumu zkamenělin z jihozápadního okolí...

V Mexiku byla objevena dosud...

Pomocí metody dálkového průzkumu učinili badatelé v mexickém státě...

Na cesty vyrážím zásadně s mobilem a...

Právem bývá nazýván Indiana Jonesem skutečného života. Rodák z...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Kdo je Justin Bieber? Rodina z jižní Georgie ukazuje, jak se žije bez moderních technologií

Kdo je Justin Bieber? Rodina z...

Praha, 21. 10. 2021: Život bez internetu, televize, počítačů nebo...
Obří tunel za Rakouska-Uherska: Ze záložny mizí miliony!

Obří tunel za Rakouska-Uherska: Ze...

Otylý úředník Ort sotva vyšplhá do vlaku. V kupé sedí s manželkou vinohradského...
5 mýtů o mužské plodnosti, které musejí být vyvráceny

5 mýtů o mužské plodnosti, které...

Problémy s početím řeší mnoho párů a v některých případech je velmi...
Vědci z Univerzity Palackého vyvinuli rychlou metodu kontroly hovězího masa

Vědci z Univerzity Palackého...

Kupovat v obchodech hovězí mleté maso se dnes nemusí vždy vyplatit. V mnoha...
Chudokrevnost není banalita

Chudokrevnost není banalita

Sinavá bledost, rychlé dýchání a obrovská únava a vyčerpanost. Tak se většinou na...
Nelehký život v protektorátu: Němci počítají českým sedlákům slepice

Nelehký život v protektorátu: Němci...

„Přestože protektorát byl obdobím dosti krvavým a nelehkým, v Čechách a na Moravě...
Costa Concordia: Velký malý Titanic

Costa Concordia: Velký malý Titanic

Costa Concordia, největší italská výletní loď, je na plavbě kolem pobřeží...
Výzkumy Velké čínské zdi: Obranný prvek ležel 10 km daleko

Výzkumy Velké čínské zdi: Obranný...

Při vykopávkách v újezdu Ťing-pien v čínském Jü-linu čínští vědci před...
Úřad mečníka na přemyslovském dvoře se stává pro cizince ctí

Úřad mečníka na přemyslovském dvoře...

Přemyslovský panovník funkci mečníka využívá v 11. století během církevních svátků, při...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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