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
Objevy Příroda 13.3.2025
Možná to znáte… Po obědě se cítíte sytí, a přesto se objeví neodolatelná chuť na něco sladkého. Odkud se bere tento fenomén, který nás nutí sáhnout po dezertu, i když už vlastně nemáme hlad?   Vědci z Institutu Maxe Plancka pro biologii stárnutí se rozhodli tento podivný jev prozkoumat a jejich závěry jsou překvapivé – […]
Objevy 12.3.2025
Hadí uštknutí představuje jednu z největších zdravotních hrozeb, zejména v tropických a subtropických oblastech. Každoročně se více než 2,5 milionu lidí po celém světě stane obětí hadího jedu.   Zatímco někteří přežijí pouze s bolestivým otokem, jiní čelí vážným následkům – těžkým nekrózám tkání, selhání orgánů či amputacím. Každý rok si hadí jed vyžádá až […]
Jednou z prvních domestikovaných plodin pro výživu člověka je bér italský. V Číně se pěstoval již před 8 tisíci lety. Dnes se spolu s dalšími, v Evropě méně známými obilninami, dostává do popředí zájmu. Vyniká vlastnostmi, které se v kontextu klimatických změn stávají významnými. Bér je totiž plodina suchovzdorná, a tedy perspektivní pro oživení jejího […]
Objevy Technika 7.3.2025
Vědcům z Texaské univerzity v Austinu se podařilo vyvinout novou metodu získávání vody, ke které je potřeba prakticky jen běžný organický odpad. A funguje dokonce i v suchém klimatu, což dává naději mnoha lidem, žijícím v oblastech s nedostatkem pitné vody. Jak se jim to podařilo a bude metoda využitelná ve velkém? V současnosti existuje […]
Objevy Příroda 6.3.2025
Zoolog Ondřej Mikulka a entomolog Josef Kašák z Lesnické a dřevařské fakulty MENDELU, Ústavu ochrany lesů a myslivosti, v rámci výzkumu při ohledávání mrtvého bobra nalezli v jeho srsti blecháče bobří, brouky z čeledi lanýžovníkovití. Pokud bychom uspořádali soutěž o nejpodivnějšího brouka vůbec, tak blecháč by jistě patřil mezi kandidáta na první příčky. Blecháč bobří žije v dospělosti, jak název napovídá, v srsti […]
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