Pirmo Reizi Attēlotie Elektronu Izcilie Paslēpes

{h1}

Pirmoreiz fiziķi ir attēlojuši landau līmeņus, un, nonākot pakļauti spēcīgiem magnētiskajiem laukiem, niecīgie kvantu apļu elektroni iekļūst iekšā.

Pirmo reizi zinātnieki ir pazeminājušies līdz viena elektrona līmenim un novērojuši kvantu stāvokļus, par kuriem iepriekš tika runāts tikai teorijā.

Pētnieki attēloja elektronu magnētiskās orbītas, kuras sauc par Landau līmeņiem un kuras 1930. gadā paredzēja Nobela prēmijas laureāts Ļevs Landau. Šīs orbītas apzīmē elektronu izliektos ceļus, kad tie tiek pakļauti ļoti spēcīgiem magnētiskajiem laukiem.

Iepriekš zinātnieki bija apstiprinājuši, ka līmeņi pastāv, izmērot elektriskās strāvas izmaiņas, kas rodas, elektroniem pārejot no viena Landau līmeņa uz citu. Tomēr līdz šim neviens nav varējis redzēt šos līmeņus.

"Mēs esam pirmie, kas faktiski ir izdarījuši to, ko sauc par skenēšanas tuneļu mikroskopiju, un patiesībā skatāmies uz atsevišķiem stāvokļiem," sacīja fiziķis Rūdolfs Rēmers no Anglijas Vorikas universitātes. Rēmers bija izpētes grupas loceklis, kuru vadīja Koichi Hašimoto no Japānas Tohoku universitātes, kura ziņoja par sasniegumu dokumentā, kas publicēts žurnāla Physical Review Letters 14. septembra numurā.

Tinier apļi

Kad uzlādētas daļiņas, piemēram, elektroni, tiek ievietotas magnētiskā lauka iekšpusē, tās pārvietojas pa izliektiem ceļiem, galu galā veidojot apli. Tā kā magnētiskais lauks kļūst stiprāks un stiprāks, šie apļi kļūst mazāki un mazāki. Mazākie iespējamie apļi, kuros elektroni var iebraukt, ir Landau līmeņi. [Maza varenība: satriecoši ļoti mazu fotoattēli]

Lai attēlotu šos līmeņus, fiziķi apskatīja elektronus uz pusvadītāja materiāla virsmas. Tad viņi izmantoja skenējošo tunelēšanas spektroskopiju, lai meklētu elektronu iespējamās atrašanās vietas.

Šis paņēmiens attēlo paraugu, ļaujot elektroniem mēģināt iekļūt tajā dažādās vietās. Ja atrašanās vieta satur iespējamu elektronu stāvokli, daļiņa varēs pāriet šajā stāvoklī caur procesu, ko sauc par tunelēšanu, apstiprinot, ka tā pastāv; ja atrašanās vieta neaptur potenciālo elektronu stāvokli, elektronam nekur nav jāiet iekšā. Iegūtajā attēlā gaismas laukumi attēlo iespējamo stāvokļu atrašanās vietas, bet melnie punkti norāda elektronu stāvokļu trūkumu.

Hašimoto un viņa komandas radītie attēli izskatās izcili tādi, kā teorētiskās simulācijas paredzēja.

"Es ļoti cerēju, ka tas iznāks tāpat, un, protams, mēs bijām pārsteigti, ka vienošanās bija tik laba," WordsSideKick.com pastāstīja Rēmers. "Vienošanās pat kvantitatīvi ir tik laba."

Šādus attēlus nekad agrāk nebija iespējams izgatavot, jo skenēšanas tuneļu spektroskopija nekad nav bijusi tik progresīva. Katrs komandas bildēs redzamais pikselis attēlo vairāk nekā pusstundu ilgu datu ņemšanu, sacīja Rēmers.

"Jums tiešām ir jābūt ļoti labai eksperimentālai uzstādīšanai, un jums ir jābūt daudz laika," viņš teica.

Tas parāda skaitliski simulētu Landau 1. līmeni, kas ļoti labi saskan ar pirmo Landau 1. līmeņa eksperimentālo attēlu, par kuru ziņots 2012. gada septembrī.

Tas parāda skaitliski simulētu Landau 1. līmeni, kas ļoti labi saskan ar pirmo Landau 1. līmeņa eksperimentālo attēlu, par kuru ziņots 2012. gada septembrī.

Kredīts: Varvikas universitāte

Pārdefinē kilogramu

Landau līmeņi nav tikai ezotēriska ziņkārība. Tos varētu praktiski izmantot, lai palīdzētu no jauna noteikt kilogramu, masas pamatvienību Starptautiskajā mērvienību sistēmā (SI). Lai gan lielāko daļu SI vienību nosaka attiecības starp pamata konstantēm, kuras var reproducēt jebkur, lai iegūtu pareizo vērtību, kilogramu pašlaik nosaka golfa bumbiņas izmēra metāla vienreizējs materiāls, ko glabā velvē Francijā.

Zinātnieki vēlas to mainīt, nosakot kilogramu svara izteiksmē, kas būtu nepieciešams, lai līdzsvarotu elektromagnētisko spēku, ko rada magnētiskā spole. Šī spēka spēks daļēji ir atkarīgs no fon Klitzinga konstantes, kas pati par sevi ir saistīta ar Landau līmeņiem.

"Landau līmeņa attēlveidošana nepalīdz noteikt līdzsvaru, bet tas stiprina izpratni par mūsu pamat teoriju, ka fon Klēzinga konstante ir universāla konstante, un tas mums saka, ka tā ir patiesi," sacīja Rēmers. "Mēs varam apskatīt šos stāvokļus un tiešām tos tur atrast."

Sekojiet Clara Moskowitz Twitter @ClaraMoskowitz vai WordsSideKick.com @wordssidekick. Mēs arī esam ieslēgti Facebook.


Video Papildinājums: .




Pētniecība


Kas Ir Scientoloģija?
Kas Ir Scientoloģija?

Eksplodējošais Galvas Sindroms: Prātā Izplūduši Miega Traucējumi
Eksplodējošais Galvas Sindroms: Prātā Izplūduši Miega Traucējumi

Zinātne Ziņas


Vai Polārais Virpulis Nozīmē “Tik Daudz Globālās Sasilšanas?” (Op-Ed)
Vai Polārais Virpulis Nozīmē “Tik Daudz Globālās Sasilšanas?” (Op-Ed)

Grieķijas Kapenē Atrasta 2800 Gadus Veca Zigzaga Māksla
Grieķijas Kapenē Atrasta 2800 Gadus Veca Zigzaga Māksla

Wingsuit Pilots Ietriecas Āfrikas Galda Kalnā
Wingsuit Pilots Ietriecas Āfrikas Galda Kalnā

Narkotikas Svara Zaudēšanai: 5 Apstiprināto Recepšu Plusi Un Mīnusi
Narkotikas Svara Zaudēšanai: 5 Apstiprināto Recepšu Plusi Un Mīnusi

2000 Gadu Veca Pompejas Māja Rekonstruēta 3D Formātā
2000 Gadu Veca Pompejas Māja Rekonstruēta 3D Formātā


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com