• Thursday May 23,2019

Elektronen "Split " in neuer Form der Materie

Anonim

Ein Majorana-Fermion (hellweiß, Mitte) erzeugt geriffelte Signaturen in einer Quantenspinflüssigkeit, wenn Neutronen an einem Rutheniumtrichlorid-Kristall abgefeuert werden (Atomstruktur links).

Genevieve Martin / Nationales Labor von Oak Ridge

Physiker haben einen neuen Zustand der Materie gefunden. Das ist sowohl über- als auch unterbewertet: Das Fest-Flüssig-Gas-Trifekta ist immer noch stark. Das Wichtigste an dieser neuen Art von Materie geschieht auf der Quantenskala - magnetisch verhalten sich die Elektronen so, als wären sie in zwei Teile gespalten.

Die Forscher entdeckten das Verhalten eines Rutheniumtrichloridkristalls im Oak Ridge National Laboratory in Tennessee. Sie benutzten einen riesigen Teilchenbeschleuniger, um Neutronen auf die Probe zu schießen, und beobachteten die Muster, die sich bildeten, als diese Neutronen abprallten und auf einem Detektor spritzten.

Elektronen im Kristall wirkten zusammen und bildeten so genannte Quasipartikel. Die Elektronen wirken so, als wären sie auseinandergebrochen, obwohl sie nicht wörtlich gegangen sind. Die hier produzierten Quasipartikel, Majorana-Fermionen genannt, sind ihre eigene Antimaterie. Sie deuten auf das Vorhandensein eines ungewöhnlichen Zustands der Materie hin, der als Quantenfluidflüssigkeit bekannt ist, der in dieser Form vor zehn Jahren vorhergesagt wurde, aber noch nie zuvor beobachtet wurde.

Wie viele Entdeckungen in der Quantenwelt könnte diese im April in Nature Materials online veröffentlichte Entdeckung neue Wege im Bereich des Quantencomputers und der Materialwissenschaft eröffnen. Das ist jedoch ein weiter Weg. Derzeit sagen die Forscher, sie seien froh, ein neues, merkwürdiges Verhalten der Natur beobachtet zu haben.


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