{"id":26954,"date":"2012-04-22T21:41:21","date_gmt":"2012-04-22T18:41:21","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=26954"},"modified":"2012-04-22T21:41:21","modified_gmt":"2012-04-22T18:41:21","slug":"tutvustame-orbiton","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=26954","title":{"rendered":"Tutvustame: orbiton"},"content":{"rendered":"

Tahkisef\u00fc\u00fcsikud armastavad kvaasiosakesi, ning n\u00fc\u00fcd on neil uus lemmik – orbiton<\/a>. Vaid k\u00fcmne aasta eest ennustatud orbiton on elektronide kollektiivne ergastus \u00fchedimensionaalses tahkises. Selline ergastus k\u00e4itub justkui \u00fcks elektron, millel on orbitaalne impulsimoment kuid puudub nii spinn kui elektrilaeng. Lisaks \u00fchedimensionaalse tahkise ennustatud kolme elektronisarnase kvaasiosakese komplekti kinnitamisele v\u00f5ib antud avastus anda uut informatsiooni ka k\u00f5rgtemperatuurilise \u00fclijuhtivuse kohta.<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a>

Thorsten Schmitt ja kolleegid orbitoni avastamist t\u00e4histamas.<\/p><\/div>\n

Kvaasiosakesed v\u00f5imaldavad f\u00fc\u00fcsikutel mugavalt kirjeldada kvantmehaaniliselt elektronide ja aatomite kollektiivset k\u00e4itumist tahkistes. Selle ilmselt k\u00f5ige tuntumaks n\u00e4htuseks on nn ,,auk,” mis kirjeldab elektronide puudumist pooljuhis justkui positiivselt laetud elektronisarnast osakest, kirjutab PhysicsWorld.com<\/a>.<\/p>\n

Kolm \u00fche eest<\/h3>\n

M\u00f5nikord saab s\u00fcsteemi kirjeldada mitme kvaasiosakese abil, millest iga\u00fchel on antud ,,reaalse” osakese mingi kindel omadus. N\u00e4iteks on tahkises oleval elektronil sisemine spinn, laeng ja orbitaalne impulsimoment. M\u00f5ningates eriolukordades saab elektronide s\u00fcsteemi kirjeldada kolme kvaasiosakese abil, millest iga\u00fchel on \u00fcks neist fundamentaalsetest omadustest.<\/p>\n

Seda v\u00f5imalust illustreeriti selgelt 90ndate keskel tehtud SrCuO2<\/sub> ja Sr2<\/sub>CuO3 <\/sub>katsetega, milles elektronid l\u00f5ksustati \u00fchedimensionaalselt kristallv\u00f5restikku ahelaks. Teadlased kasutasid k\u00f5rgresolutsioonilist fotoemissioonspektroskoopiat, et sellest v\u00f5restikust vaid \u00fcks elektron eemaldada. J\u00e4relej\u00e4\u00e4nud t\u00fchimikus t\u00e4heldasid teadlased spinn ja laengut esindavate kvaasiosakeste – vastavalt spinoni<\/a> ja holoni<\/a> – \u00a0moodustumist. Osutus, et need osakesed v\u00f5isid kristallv\u00f5restikus vabalt liikuda.<\/p>\n

\u00dcllatus<\/h3>\n

Kolmanda kvaasiosakese ehk elektroni orbitaalset vabadusastet esindava orbitoni vaatlemist on senini liiga keeruliseks peetud. N\u00fc\u00fcd aga said rahvusvaheline teadlaster\u00fchm just selle teoga hakkama, kasutades uusimat resoneerivat mitteelastset r\u00f6ntgendifraktsiooni tehnoloogiat. See meetod v\u00f5imaldab piisavat k\u00f5rget intensiivsust ja resolutsiooni, et elektrone \u00fchedimensionaalses tahkises \u00fcksteisest eristada. ,,Me olime v\u00e4ga \u00fcllatunud, et seda n\u00e4gime,” lausus uurimust juhtinud Thorsten Schmitt<\/strong>.<\/p>\n

Oma eksperimendis kasutasid teadlased sihtm\u00e4rgina materjali Sr2<\/sub>CuO3<\/sub>, mis sisaldab vaskoksiidi r\u00fchmade \u00fchedimensionaalset ahelat. Neis r\u00fchmades joondub v\u00e4liste elektronide p\u00f5hiolek vahelduvate spinnidega, kuid v\u00f5ib r\u00f6ntgenkiirguse footonite t\u00f5ttu erinevatesse olekutesse ergastuda. Kui r\u00f6ntgenkiirguse footon katseeksemplariga reageerib, siis vahetavad elektronid oma naabritega spinni orientatsioonid. See tekitab domeeni seina sinna, kus vahelduva spinni jada katkeb. Teadlased n\u00e4gid kahte erinevat ergastusenergiat: \u00fchte seoses spinni asetuse lokaalse h\u00e4iritusega – spinioniga – ja teist seoses k\u00f5ikide vaskoksiidi ahela elektronide kollektiivse reaktsiooniga, milleks ongi orbiton.<\/p>\n

,,Mis meile suureks \u00fcllatuseks on, on see, et antud n\u00e4htus t\u00f6\u00f6tab t\u00e4pselt samamoodi kui spinni-laengu eraldumise juhtum,” s\u00f5nas Giniyat Khaliullin<\/strong>, Max-Plancki Instituudi teoreetik. ,,Tegelikkuses vastab elektroni orbitaalne kvantarv elektroni ruumilisele kujule, ning varem usuti, et reaalsetes s\u00fcsteemides on orbitaalid tugevalt v\u00f5restikku seotud ning ei saa seega koherentselt liikuda. Paistab, et saavad aga k\u00fcll, ning nad k\u00e4ituvad t\u00f5epoolest justkui reaalne kvaasiosake – orbiton – mis kannab informatsiooni elektroni ruumilise kuju kohta.”<\/p>\n

Schmitti s\u00f5nul v\u00f5ivad teadmised orbiton-kvaasiosakesest aidata f\u00fc\u00fcsikutel j\u00f5uda l\u00e4hemale eesm\u00e4rgini m\u00f5ista k\u00f5rgtemperatuurilist \u00fclijuhtivust, mis tekib peamiselt vaskoksiide sisaldavates materjalides. ,,K\u00f5rgtemperatuurilises \u00fclijuhtivuses on paljud neist vastastikm\u00f5judest v\u00e4ga olulised,” lausus ta. ,,See on v\u00e4ga keeruline – teadlased on 25 aastat p\u00fc\u00fcdnud k\u00f5rgtemperatuurilist \u00fclijuhtivust m\u00f5ista, kuid seni pole see \u00f5nnestunud. Seega on iga v\u00e4iksemgi detail edusammude tegemisel oluline.”<\/p>\n

Allikas<\/a><\/p>\n

Teadusartikkel: “Spin\u2013orbital separation in the quasi-one-dimensional Mott insulator Sr2<\/sub>CuO<\/a>3<\/a>“<\/sub><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Tahkisef\u00fc\u00fcsikud armastavad kvaasiosakesi, ning n\u00fc\u00fcd on neil uus lemmik – orbiton. Vaid k\u00fcmne aasta eest ennustatud orbiton on elektronide kollektiivne ergastus \u00fchedimensionaalses tahkises. Selline ergastus k\u00e4itub justkui \u00fcks elektron, millel on orbitaalne impulsimoment kuid puudub nii spinn kui elektrilaeng. Lisaks \u00fchedimensionaalse tahkise ennustatud kolme elektronisarnase kvaasiosakese komplekti kinnitamisele v\u00f5ib antud avastus anda uut informatsiooni ka […]<\/p>\n","protected":false},"author":32,"featured_media":26955,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[31,16],"tags":[],"class_list":{"0":"post-26954","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-rakenduslik-teadus","8":"category-teadusuudis","9":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/26954","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/32"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=26954"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/26954\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/26955"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=26954"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=26954"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=26954"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}