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

Stavitelé skvělí, kuchaři mizerní....

Souhra monolitů v jihoanglickém Stonehenge nepřestává fascinovat ani po...

Cestování do vesmíru má stopku:...

Národní úřad pro letectví a vesmír byl s ohledem nevyhovující stav skafandrů...

Trable na Marsu: Tamnímu...

NASA hlásí jisté potíže s marsovským vrtulníkem Ingenuity. Kvůli...

Už se to blíží! SpaceX se chystá...

Je to sotva několik dnů, co prezidentka a hlavní provozní ředitelka...

Opavští fyzikové měří „obezitu“...

Opavští fyzikové se kromě černých a červích děr (viz PANORAMA 21.STOLETÍ 1/2022)...

Astronomové zaznamenali překvapivé...

Mezinárodní tým astronomů využíval uplynulých 17 let řadu pozemních...

Společnost SpaceX zažila vydařenou...

Loď společnosti SpaceX Crew Dragon se čtyřčlennou posádkou vedenou bývalým kosmonautem...

Astronomové u Proximy Centauri...

Tým astronomů využívající dalekohled VLT na Evropské jižní observatoři (ESO) v...

Zázraky pod taktovkou startupu?...

Tak tohle tady ještě nebylo! Startup Rocket Lab chce zachytit svou raketu...

Odkud se bere voda na Měsíci a...

V roce 2020 objevila observatoř NASA na Měsíci vodu. Nyní se...

Nenechte si ujít další zajímavé články

V pozorování přírody jsou České Budějovice 170. na světě

V pozorování přírody jsou České...

Sedmý ročník celosvětové výzvy City Nature Challenge oficiálně skončil....
Paměť jako slon? Zase taková sláva to není…

Paměť jako slon? Zase taková...

Největší mozek na světě má vorvaň obrovský. A jaké zvíře dominuje v tomto...
Počátky kinematografie: Při prvních projekcích filmů se úředníci báli požáru

Počátky kinematografie: Při prvních...

Místní karlovarská honorace se schází. „Budou tu promítat oživlé obrázky,“ šeptají si...
Pacienti s osteoporózou by se neměli bát pravidelně cvičit

Pacienti s osteoporózou by se...

Miliony lidí s osteoporózou by se neměly bát pravidelně cvičit, uvedli odborníci v...
Studentská legie v roce 1648: Prahu bránil dvoumetrový jezuita

Studentská legie v roce 1648:...

Obrovské vyčerpání cítí po bojích studenti zrána 1. listopadu 1648. Choulí se...
Díky moderním technologiím lze bez obav odstranit oční vady již ve 20 letech

Díky moderním technologiím lze bez...

Nová generace femtosekundových laserů způsobila v oftalmologii revoluci....
LIMITOVANÁ SÉRIE VÁZ BLUES: Pocta Roubíčkovi z dílny Moser

LIMITOVANÁ SÉRIE VÁZ BLUES: Pocta...

Mezinárodní rok skla, který byl komisí OSN vyhlášen na rok 2022, je mimo...
Leželo ve Valech u Mikulčic hlavní město Velké Moravy?

Leželo ve Valech u Mikulčic hlavní...

Plameny stravují dřevěné trámoví. Obyvatelé vyděšeně zírají, jak v oblaku...
Jaro a játra? Ano! O jeden z nejvýkonnějších orgánů však pečujte celý rok

Jaro a játra? Ano! O jeden z...

Játra – druhý největší orgán našeho těla a po mozku také druhý...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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