【介紹“orbiton”】

明道

【介紹“orbiton”】

 

 

托斯頓施密特和他的同事慶祝發現的orbiton的

凝聚態的物理學家愛的準粒子，現在他們還有另外一個實體欣賞 - “orbiton”。

首先是十年前的預測，orbiton是一個集體激發電子在一維固體的行為就像是一個電子 - 軌道角動量，但沒有自旋或電荷。

以及完成一套三預測中存在的一維固體電子準粒子的發現，由一個國際研究小組的物理學家，能提供高溫超導電性的起源的新見解。

準粒子物理學家提供了一個方便的量子力學描述固體材料中的電子和原子的集體行為。

也許最有名的例子是“洞”，它描述的情況下，電子在半導體中帶正電的電子樣顆粒。

三一

有時，一個系統可以被描述在幾個不同的準粒子，其中每個艙單的構成的“真正的”顆粒的某些屬性。

例如，在一個堅實的電子具有固有的電荷，自旋和軌道角動量。

在某些特殊情況下，電子系統可在三準粒子，只是這些基本屬性之一。

這是在20世紀90年代中期，在實驗上完成SrCuO 2和Sr 2 CuO的3，其中電子被限制在晶格沿鏈至1D 所示精美。

研究人員利用高分辨率光電子能譜刪除一個單電子的晶格。

在剩餘空間中，研究人員觀察到自旋和電荷的準粒子- spinons的穴，分別是-這被視為自由旅行，通過晶格的形成。

驚喜瞄準

觀測的第三個準粒子 - orbiton，或電子的軌道自由度 - 被認為是太困難了。

然而，現在和Thorsten施密特在Villigen保羅謝勒研究所在瑞士光源和國際組的同事已經完成的壯舉，採用了最新的共振非彈性X射線散射技術。

這種技術提供了足夠高的強度和分辨率，單電子在一維固體。

施密特說：“我們非常驚訝，說：”能夠看到它，。

在他們的實驗中，施密特和他的同事們用的靶材：SR 2 CuO的，其中包含了一維鏈狀銅氧化物小組。

這些基團中，基態的外層電子線交替旋轉，但它們可以成為通過激發不同狀態的散射的X-射線光子。

時的X-射線光子與樣品相互作用，電子自旋取向切換，與它的鄰居。

這將創建一個疇壁交替旋轉的安排是不連續的。

研究人員觀察到兩種不同的能量：一個有關這個地方干擾的自旋安排- spinon -和其他有關的所有電子在銅氧化物鏈，這是orbiton的集體響應。

什麼想不到的是，[現象]的作品就像一個自旋電荷分離的情況下，說：Giniyat Khaliullin，理論家馬克斯 - 普朗克研究所在德國斯圖加特，固態研究。

事實上，在軌道量子數的電子對應到[電子的]空間形狀，和人們普遍認為，在實際系統中的軌道強烈夫婦的晶格和能不因此移動連貫。

它似乎他們可以，和，他們確實像一個真正的準粒子，一個orbiton，攜帶有關下列內容的信息的電子的空間形狀。

施密特認為，知識的orbiton準粒子可能幫助物理學家對理解高溫超導性，主要發生在材料中含有氧化銅的目標。

在高溫超導，這些相互作用是非常重要的，他說。

這是非常沉重的東西 - 25年來，研究人員一直在試圖了解高溫超導，他們沒有破解它，所以任何一個細節可以發現，即使在比較容易的系統，取得進展是非常重要的。

這項研究發表在“ 自然“。

關於作者

喬恩·卡特賴特是一個自由撰稿人，總部設在英國布里斯托爾

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/apr/18/introducing-the-orbiton