A tudósok először láttak egy kvantum pillangót
A Princetoni Egyetem fizikusai először egy kvantumfrakció kísérletével vették fel, amelyet közel 50 évvel ezelőtt előre jeleztek. A csoport megerősítette a Hofstadter pillangójának létezését – egy komplex ön -elosztási modellt, amelyet az elektronok energiája alkot egy speciális kvantumanyagban. A munkát a Nature magazinban teszik közzé.
A fraktálok ugyanazok a struktúrák, mint a különböző skálán megismételt. A természetben mindenütt megtalálhatók: hópelyhek, páfrányok, part menti utak és még az erek ágaiban is.
A kvantumfizikában az ilyen struktúrák rendkívül ritkák. 1976 -ban a Douglas Hofstadter fizikus azt jósolta, hogy az elektronok a két dimenziós kristályban mozognak egy erős mágneses mező hatására, hogy fraktál energia spektrumát képezzenek, hasonlóan a pillangószárnyak modelljéhez.
A Hofstadter Butterfly Butterfly azon kevés híres példa egyike, amely a mikrovilágban felmerül. Ez teszi különösen értékes objektumot a kutatáshoz. Eddig azonban ez a hatás nem volt képes közvetlenül megfigyelni.
A közelmúltban azonban a tudósok egy csoportjának sikerült megfigyelnie ezt a jelenséget. Az áttörés az új műszaki technológiáknak köszönhetően lehetséges, amelyek lehetővé teszik a szénatomok helyzetének ellenőrzését. A tudósok két grafénréteggel rendelkeznek egy bizonyos sarokban, így egy speciális modellt hoznak létre, amely ideális környezetként szolgál az elektronikus körülmények tanulmányozásához.
Ezeket a kristályokat már korábban vizsgálták, de eddig energia spektrumuk nem volt elérhető – magyarázta Ali Yazdani professzor.
A csapat nem tervezte, hogy megtalálja a „Hofstadter Butterfly” -t. A tudósok a grafén struktúrákban szupravezető szupravezető tanulmányokat vizsgáltak, de véletlenül létrehoztak egy anyagot egy másik periodikus modellel. A viking rossz atomjainak elrendezése ideálisnak bizonyult az elektronok fraktál energia -spektrumának megjelenítéséhez.
Időnként természetesen beszélve a keresés helyéről, hozzáadta a mű egyik szerzőjét, Kevin Nakls -t.
A kutatók mikroszkópot használtak az egyes elektronok energiájának mérésére. Az ellenállás mérésein alapuló korábbi kísérletektől eltérően a mikroszkópok lehetővé teszik az energiaszintek szerkezetének közvetlen megfigyelését, megerősítve a Hofstadter előrejelzéseit.
Ez az egyik ritka eset, amikor egy összetett kvantumprobléma helyesen oldható meg, körülbelül, szerinte, a Menchul O. társaság nélkül.
Noha ennek a megállapításnak nincs gyakorlati alkalmazása, új eszközt kínál a kapcsolódó szerkezeti állapotok tanulmányozására és az elektronok közötti kölcsönhatásba.