Ο κβαντικός προσομοιωτής δείχνει πώς τα μέρη των ηλεκτρονίων κινούνται σε διαφορετικές ταχύτητες στο 1D

Σε μια νέα μελέτη, οι φυσικοί στο Πανεπιστήμιο της Βασιλείας στην Ελβετία χρησιμοποίησαν έναν κβαντικό προσομοιωτή για να δείξουν πώς τα τμήματα των ηλεκτρονίων κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες σε ένα μονοδιάστατο (1D) υλικό. Αυτή η παρατήρηση είναι η πρώτη του είδους του και παρέχει νέες ιδέες για τη συμπεριφορά των ηλεκτρονίων σε αυτά τα υλικά.

Σε 1D υλικά, τα ηλεκτρόνια περιορίζονται να κινούνται σε μία μόνο διάσταση. Αυτός ο περιορισμός μπορεί να οδηγήσει σε μια ποικιλία από ενδιαφέροντα αποτελέσματα, συμπεριλαμβανομένου του σχηματισμού κυμάτων πυκνότητας φορτίου. Τα κύματα πυκνότητας φορτίου είναι περιοχές όπου η πυκνότητα ηλεκτρονίων είναι υψηλότερη ή χαμηλότερη από τον μέσο όρο. Μπορούν να κινηθούν μέσα από το υλικό όπως τα κύματα και η ταχύτητά τους εξαρτάται από τη δύναμη των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των ηλεκτρονίων.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν έναν κβαντικό προσομοιωτή για να δημιουργήσουν ένα υλικό 1D και στη συνέχεια μέτρησαν την ταχύτητα των κυμάτων πυκνότητας φορτίου. Διαπίστωσαν ότι η ταχύτητα των κυμάτων ήταν αντιστρόφως ανάλογη με τη δύναμη των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των ηλεκτρονίων. Αυτό σημαίνει ότι όσο πιο ισχυρές είναι οι αλληλεπιδράσεις, τόσο πιο αργά τα κύματα κινήθηκαν.

Αυτή η παρατήρηση είναι η πρώτη του είδους του και παρέχει νέες γνώσεις σχετικά με τη συμπεριφορά των ηλεκτρονίων σε 1D υλικά. Θα μπορούσε επίσης να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων ηλεκτρονικών συσκευών με βάση αυτά τα υλικά.

Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature Physics.