Спиноны — это квазичастицы, которые возникают при квантовых явлениях в твердых телах. Они представляют собой коллективное возбуждение, ответственное за перенос спина в системах, где индивидуальные электроны не двигаются свободно. Эти квазичастицы были подтверждены в экспериментах при сверхнизких температурах, где они появляются при разделении спина и заряда электрона.
В обычных условиях электрон обладает как зарядом, так и спином — квантовой характеристикой, определяющей его магнитный момент. Однако, в специфических материалах, известных как одномерные квантовые материалы, движения частиц могут быть настолько ограничены, что электрон распадается на две квазичастицы: спинон и холон. Спинон несет исключительно спин, тогда как холон несет электрический заряд, но не задействует спин (источник 1).
Теоретическими предпосылками к появлению таких квазичастиц является особый квантовый эффект, известный как спиновая фракционизация, где взаимодействия между электронами становятся сильными и приводят к разрушению классической картины. В результате таких процессов, хотя спиноны и не могут существовать вне материала, в котором они сформированы, они существенно влияют на магнетизм и электрические свойства исследуемого вещества (источник 2).
Основное применение исследований спинонов — это разработка новых материалов с уникальными магнитными и электрическими свойствами, а также углубленное понимание механизмов высокотемпературной сверхпроводимости. Это потенциально открывает двери для технологических инноваций в электронной и коммуникационной сферах (источник 5).
Спиноны — важный объект изучения в современной физике твердого тела и квантовой механике, открывающий новые горизонты в понимании фундаментальной природы вещества.
Категория: Физика
Теги: квантовая механика, электродинамика, элементарные частицы