Medzinárodný tím vedcov našiel poslednú elektrónovú kvázičasticu. Volá sa orbitón a dosiaľ fyzikom unikal.
BRATISLAVA. Predstavte si to ako drobnú guľôčku, ktorá má tri kľúčové vlastnosti. Tieto tri vlastnosti vytvárajú jej identitu a bez nich by vlastne nemala ani existovať.
Tou prvou je spôsob, akým sa táto guľôčka krúti. Ďalšou je jej poloha, akási dráha, po ktorej môžu podobné guľôčky „lietať“ okolo jadra celého systému. A poslednou náboj, ktorý guľôčka nesie.
Približne takto funguje elektrón, elementárna častica, ktorú objavili v druhej polovici 19. storočia. A pri ktorej sme si takmer sto rokov mysleli, že je stabilným, ďalej nedeliteľným základným stavebným kameňom vesmíru. Neskôr sa však ukázalo, že za veľmi špecifických podmienok to nemusí byť pravda.
Elektrón sa vtedy môže rozpadnúť na isté kvázičastice. Teraz švajčiarski a nemeckí fyzici experimentálne potvrdili tretiu a poslednú z nich - takzvaný orbitón.
Oddeliť nedeliteľné
„Už nejaký čas sa vedelo, že v istých materiáloch možno elektrón v princípe rozdeliť,“ hovorí podľa magazínu Phys.org Jeroen van den Brink, nemecký fyzik, ktorý viedol teoretickú časť štúdie uverejnenej v magazíne Nature.
Meno získal v roku 1891.
Nachádza sa v atómovom obale a má záporný náboj.
V roku 1996 sa potvrdili prvé elektrónové kvázičastice.
Fyzici už pred pätnástimi rokmi narazili na spinón pre elektrónový spin a holón pre elektrický náboj. Orbitón určujúci polohu však unikal.
Problémom totiž je, že za normálnych podmienok býva elektrón naozaj nedeliteľný a na podobné pokusy treba špecifický materiál, v ktorom atómy vytvárajú akýsi jednorozmerný, tesný reťazec. Až tam môže dôjsť k deleniu.
Vedci teraz na skúmanú látku namierili silné röntgenové lúče, a následne sledovali ich vlastnosti. A zistili, že na čudesné kvázičastice naozaj narazili.
„Až dodnes chýbal empirický dôkaz takéhoto oddelenia na spinóny a orbitóny,“ dodáva pre Nature van der Brink. „Ďalším krokom bude už len vytvorenie holónu, spinónu a orbitónu naraz.“
Superpočítače
Podobná exotická fyzika nepôsobí na prvý pohľad užitočne. Fyzici však zdôrazňujú, že ich základný výskum môže priniesť dôležité praktické dôsledky.
Napríklad môže odpovedať na dávnu záhadu, prečo sú niektoré látky supravodičmi aj za relatívne vyšších teplôt. A tiež môže pomôcť pri vytváraní nových kvantových počítačov.
„Toto zrejme bude smer, ktorým sa pôjde v budúcnosti,“ hovorí pre odborný časopis oxfordský fyzik Andrew Boothroyd. „Informácie sa budú kódovať práve do spinónov a orbitónov.“