Reklama

Nehmotná častica môže priniesť rýchlejšiu elektroniku

Juraj Procházka

Vedci odhalili hypotetickú nehmotnú časticu, po ktorej neúspešne pátrali viac ako osem desaťročí. Podľa Princetonskej univerzity pritom takzvaný Weylov fermión, pomenovaný podľa nemeckého fyzika Hermanna Weyla môže revolučne zmeniť elektroniku a priblížiť nové oblasti kvantových počítačov.

weyl-fermion

Jadrová fyzika považuje za fermióny všetky častice, ktoré sa správajú podľa Fermiho-Diracovho rozdelenia a platí pre ne Pauliho vylučovací princíp. Patria k nim elementárne častice, ako elektrón, ale aj zložené častice, ako napr. protón. Podľa teórie spinového rozdelenia sú častice s celočíselnou hodnotou spinu bozóny a častice so spinom s hodnotou n.1/2 sú fermióny. Fermióny sú všetky častice, ktoré tvoria hmotu a bozóny sú všetky častice, ktoré nesú sily (napríklad fotóny).

POZRITE SI: Vedci v CERN-e potvrdili exotické pentakvarky. Poodhalia tajomstvá hmoty

Zvyčajne sa dva fermióny (napr. elektróny) navzájom zrážajú, čo sprevádza strata energie a žiadne dva fermióny  nemôžu zdieľať rovnaký stav v rovnakej polohe a v rovnakom čase. Weylove fermióny, ktoré sú bez hmotnosti, však takéto obmedzenie nemajú.

weyl-fermion3

Za kandidáta na detekovanie hypotetickej častice vedci už dlhšie považovali kryštál arzenidu tantalitého. Vedci z Princeton&#039s Department of Physics v spolupráci s kolegami z Peking University, National Taiwan University, National University of Singapore, Oak Ridge National Laboratory a Northeastern University vytvorili syntetický kryštál arzenidu tantalitého, ktorý sa chová ako polokov – má vlastnosti vodiča, aj izolantu, informoval portál Gizmag.

Kryštál ochladili na teplotu blízku absolútnej nule a pomocou spektromikroskopu testovali jeho vlastnosti na možnú prítomnosť Weylových fermiónov. Po kladnom výsledku testu kryštály premiestnili do Lawrence Berkeley National Laboratory v Kalifornii, kde ich ožarovali vysokoenergetickými fotónmi, ktoré po prechode kryštálom potvrdili detekciu exotickej častice.

weyl-fermion2

Keďže Weylove fermióny sú nehmotné a môžu mať pravotočivý, aj ľavotočivý spin, prechádzajú kryštalickou štruktúrou mimoriadne rýchlo a bez kolízií, akoby leteli tunelom. Nehmotné elektróny vytvorené z takýchto fermiónov dokážu viesť elektrický prúd mimoriadne rýchlo.

Podľa najnovších výskumov sa elektrický prúd tvorený Weylovými elektrónmi v testovacom médiu pohyboval najmenej dvakrát rýchlejšie ako prúd tvorený elektrónmi v graféne a aspoň 1000 krát rýchlejšie ako v bežných polovodičoch.

POZRITE SI: V CERN-e objavili dve nové častice, existovali pri zrode vesmíru

Zaujímavé je, že Weyl pôvodne svoj nehmotný fermión predpovedal v rámci  hypotézy, ktorá bola konkurenčnou voči Einsteinovej teórii relativity. A hoci tento súboj prehral, samotná častica vŕta vedcom v hlave už od roku 1929. Zdá sa, že vedci ju konečne potvrdili. Dúfajme teda, že sa podarí úspešne ju aplikovať v elektronike.

Zdroj: Princeton University, Gizmag cez Science

Ďalšia story
Zatvoriť

Newsletter

Ďakujeme za váš záujem! Odteraz vám už neunikne žiadna novinka.
Ľutujeme, ale váš formulár sa nepodarilo odoslať.