הקיטוב יש השפעה חזקה על האלקטרונים, מראה המחקר

Why in The World Are They Spraying [Full Documentary HD] (יוני 2019).

Anonim

התנועה של אלפי אלקטרונים עומדת ביסוד האלקטרוניקה. עם זאת, בכל מקום כמו אלקטרונים הם, הפרטים של ההתנהגות שלהם ממשיכים לגדוש פיסיקאים. תופעה אחת הוכיחה במיוחד: כיצד האלקטרונים נעים בהשפעת גלים אלקטרומגנטיים מקוטבים.

קיטוב מתרחש כאשר גלים כגון גלים אלקטרומגנטיים או קלים מסתובבים. לשדות אלקטרומגנטיים הנקראים מיקרוגל יש שדה חשמלי מסתובב המסתובב בכיוון השעון או נגד כיוון השעון, ורוב התיאוריות מנבאות שמיקרוגל ישפיע על סיבוב האלקטרונים. ובכל זאת, מחקרים ניסויים הראו כי האלקטרונים נראה לא מושפע קיטוב מיקרוגל. אלה תוצאות תיאוריה- defying יש פיסיקאים נבוך ארוך.

מחקר חדש שנערך על ידי חוקרים במכון אוקינאווה למדע וטכנולוגיה באוניברסיטת בוגר (OIST) עשוי להסביר את הפער הזה. בעבודה, חוקרים OIST מדדו זרם חשמלי על פני מטוס דו מימדי. על ידי שינוי הקיטוב של המיקרוגל, החוקרים הצליחו להראות כי הקיטוב אכן משפיע על תנועת האלקטרונים. ממצאי המחקר פורסמו בכתב העת Physical Review Letters.

"זה טבעי לצפות כי ההשפעה תהיה חזקה ביותר כאשר שני אלקטרונים שדות מיקרוגל להסתובב באותו כיוון, ויהיה מופחת מאוד כאשר ההוראות של הסיבוב שלהם הוא הפוכה", אמר דניס קונסטנטינוב, סופר בכיר על הנייר ואת הראש של יחידת הדינמיקה הקוונטית של OIST. זה אכן מה קונסטנטינוב וצוותו מצאו.

צוות OIST שיתפו פעולה עם המחקר במכון של פיזיקה טמפרטורה נמוכה והנדסה באוקראינה. בעוד עמית באוקראינה פיתח מסגרת מתמטית כדי לבחון את התיאוריות המובילות במסגרת החוקרים, מדענים ב- OIST בדקו אותם בניסויים.

בניסויים קודמים, תנועת האלקטרונים נחקרה בחומרים מוצקים כגון מוליכים למחצה. אבל חומרים אלה מכילים זיהומים כי הם בלתי אפשריים לחסל וזה יכול להפריע לתוצאות. אז החוקרים יצרו מערכת זה מקרוב מחקה את הפונקציה של מוליך למחצה באמצעות הליום נוזלי. זה מורכב אלקטרונים על פני השטח של הליום נוזלי מוקף בתא ואקום מקורר לטמפרטורות קרוב אפס מוחלט גס -273 צלזיוס.

"שום דבר אינו אידיאלי במצב מוצק, "אמר קונסטנטינוב. "בגלל זה המערכת שלנו נחמדה - עכשיו אנחנו יכולים לחסל את כל אלה זיהומים פגמים."

הליום בעל יכולת ייחודית: הוא נשאר נוזלי, אפילו בטמפרטורות המגיעות לאפס מוחלט. בינתיים, כל תרכובות אחרות (זיהומים בתוך הליום) להקפיא, נצמד לקירות מיכל שלה. בטמפרטורות נמוכות כאלה, האלקטרונים על פני ההליום הופכים ל"מתואמים "- תנועת האלקטרונים בניצב לנוזל" קפואה "לחלל דו-מימדי, אמר קונסטנטינוב.

במערכת זו, כאשר החוקרים שלחו מיקרוגלים מקוטבים מעוגלים בשכבה זו של אלקטרונים והניעו את האלקטרונים לסובב באותו כיוון כמו סיבוב שדה המיקרוגל, זרם האלקטרונים הנמדד החל להתנדנד עם השדה המגנטי המיושם. כאשר הם הפכו את סיבוב האלקטרונים על ידי החלפת כיוון השדה המגנטי, התנודה נחלשה באופן משמעותי. החוקרים צפו באותה התנהגות על ידי היפוך כיוון הסיבוב של שדה המיקרוגל תוך שמירה על סיבוב של האלקטרונים ללא שינוי.

כלומר, אלקטרונים אכן מושפעים על ידי קיטוב של גלים אלקטרומגנטיים אלה. עם זאת, עדיין נותר לעשות יותר עבודה כדי להבין מדוע בדיוק חלקיקים אלה מתנהגים כפי שהם עושים, אמר אולקי זדורוז'קו, המחבר הראשון על הנייר וחוקר פוסט-דוקטורט ב- OIST.

"כרגע אנחנו עדיין לא יכולים להצביע על איזו מן התיאוריות הרבות היא העיקרית", הוא אומר. "הצעד הבא שלנו הוא מחקר מפורט יותר של זה."

menu
menu