Экспериментально доказано существование феномена электронов в двумерном материале

Электроны могут выглядеть как маленькие магниты, несущие также отрицательный электрический заряд.

На фундаментальном уровне эти два свойства невидимы. Однако, в определенных материалах, где электроны ограничены квазиодномерным миром, они, кажется, раскалываются на магнит и электрический заряд, способные двигаться независимо друг от друга.

Давний вопрос заключается в том, может ли подобный феномен происходить в более чем одном измерении. Группа во главе с исследователями из Федеральной политехнической школы Лозанны нашла новое доказательство того, что это может произойти в квазидвухмерных магнитных материалах.

Результаты опубликованы в издании Nature Physics.

Странное явление происходит с электронами в материалах настолько тонких, что они вполне могут считаться одномерными, например, в нанопроводах. В определенных условиях электроны в таких материалах могут раскалываться на электрический заряд и магнит, которые называют фракционными частицами. Важный, но все еще нерешенный вопрос в фундаментальной физике элементарных частиц — может ли данный феномен возникать и наблюдаться в двух- или трехмерных системах.

Хенрик Ронноу и Баштейн Далла Пьяцца, а также доцент Мартин Моригел провели исследование, которое обеспечило экспериментальное и теоретическое подтверждение, показывающее, что данный экзотический раскол электронов на фракционные частицы фактически имеет место в двух измерениях. Исследователи совместили современную технологию рассеивания поляризованных нейтронов с инновационной теоретической структурой, и протестировали материал, который обычно действует как электрический изолятор. Данные показали, что магнитный момент электронов способен раскалываться на две половины, которые двигаются в материале полностью независимо.