Laser pomáhá přeměnit elektron na cívku hmoty a náboje
Speciální laser (červený) dokáže spirálovat elektrony (modrý)
Dr. Yiqi Fang, Univerzita v Kostnici
Elektron byl pomocí laseru přeměněn na spirálovou vlnu hmoty a náboje.
„Chiralita neboli handedness je zajímavý a stále částečně záhadný rys našeho vesmíru,“ říká Petr Baum na univerzitě v Kostnici v Německu. Chirální objekty, jako jsou cívky nebo bloky ve tvaru L, přicházejí buď v levotočivé nebo pravotočivé formě; nechirální, jako jsou kruhy nebo přímky, nikoli. Existuje mnoho molekul a materiálů přirozeně chirálnía to, zda jsou praváci nebo leváci, mění způsob jejich fungování. Baum a jeho kolegové však vymysleli způsob, jak přidat chiralitu něčemu velmi malému a elementárnímu – jedinému elektronu.
Elektrony jsou kvantové objekty, takže vykazují obojí chování podobné částicím a vlnámv závislosti na experimentu. V tomto případě výzkumníci využili vlnění elektronu. Nejprve vytvořili extrémně rychlý puls elektronů, poté jej prošli tenkými keramickými membránami, kde částice narazily na speciální laserový paprsek. Paprsek měl tvar víření vír světla a v důsledku toho nesl podobně tvarované elektromagnetické pole. Toto pole ovlivnilo vlnová funkcenebo vlnové vlastnosti každého elektronu, který jím prošel.
Nakonec výzkumníci detekovali tyto manipulované elektrony a vypočítali „očekávané hodnoty“ pro hmotnost a náboj každého z nich – kde ve vesmíru byste s největší pravděpodobností naměřili nenulová množství obou vlastností. Tyto oblasti prostoru vytvářely tvary: trojrozměrné závity, které byly zřetelně levotočivé nebo pravotočivé.
Ben McMorran na University of Oregon, který pracoval na dřívějších experimentech s výrobou chirálních elektronových cívek, říká, že nová práce je „velmi sofistikovaným pokrokem nejmodernějšího v tvarování elektronů“. Tým prokázal přesnou kontrolu nad svými spirálovitými elektrony, což bude klíčové pro použití částic v aplikacích, jako je zobrazování nebo kontrola existujících materiálů, říká.
Baum a jeho kolegové již potvrdili, že střelba levotočivé elektronové cívky na pravotočivou zlatou nanostrukturu vytváří jiný odrazový vzor než při střelbě na levotočivou strukturu. To otevírá dveře pro použití takových cívek k selektivnímu ovlivnění chirálních částí chemických sloučenin nebo elektronických zařízení.
Po vytvoření těchto zvláštních elektronů v laboratoři Baum říká, že je nyní zvědavý, zda by mohly vzniknout nezávisle v přírodě. “Začínáme zkoumat tyto možnosti.”
témata:
