“نوع جدیدی از الکترون” – ScienceDaily


این چیزی است که در فیزیک کاملاً رایج است: الکترون ها ماده خاصی را ترک می کنند ، آنها دور می شوند و سپس اندازه گیری می شوند. بعضی از مواد هنگام تابش نور ، الکترون منتشر می کنند. سپس به این الکترونها “فوتوالکترون” گفته می شود. در مطالعه مواد ، الکترونهای به اصطلاح Auger نیز نقش مهمی دارند – اگر الکترون ابتدا از یکی از پوسته های داخلی الکترون خارج شود ، می تواند توسط اتم ها ساطع شود. اما اکنون دانشمندان TU Wien (وین) توانسته اند نوع کاملاً متفاوتی از انتشار الکترون را که می تواند در مواد کربنی مانند گرافیت رخ دهد ، توضیح دهند. این نمایش الکترونیکی حدود 50 سال است که شناخته شده است ، اما علت آن هنوز مشخص نیست.

الکترونهای عجیب و غریب بدون توضیح

پروفسور ولفگانگ ورنر از انستیتوی فیزیک کاربردی می گوید: “بسیاری از محققان قبلاً در این مورد تعجب کرده اند.” “موادی وجود دارند که از لایه های اتمی تشکیل شده اند و فقط توسط نیروهای ضعیف ون در والس مانند گرافیت در کنار یکدیگر نگه داشته می شوند. و مشخص شده است که این نوع گرافیت الکترونهای بسیار خاصی را ساطع می کند ، که همه آنها انرژی دقیقاً یکسانی دارند ، یعنی 3 .7 الکترون ولت. “

هیچ مکانیسم فیزیکی شناخته شده ای نمی تواند این انتشار الکترون را توضیح دهد. ولفگانگ ورنر می گوید: حداقل انرژی اندازه گیری شده نشانه ای از محل جستجو است: “شما می توانید آن را به عنوان یک الکترون که مرتباً بین دو لایه به عقب و جلو می پرد ، تصور کنید ، تا جایی که در لایه ای به لایه نفوذ کند و فرار کند.”

انرژی این حالت ها در واقع با داده های مشاهده شده کاملاً متناسب است – بنابراین مردم تصور می کردند که ارتباطی وجود دارد ، اما تنها توضیح این نبود. دکتر الساندرا بللیسیمو ، یکی از نویسندگان این نشریه ، گفت: “الکترونهای این ایالتها واقعاً نیازی به ردیاب ندارند.” “در زبان فیزیک کوانتوم ، می توان گفت: احتمال انتقال خیلی کم است.”

نشت سیمها و تقارن

برای تغییر این ، باید تقارن داخلی حالت های الکترونیکی شکسته شود. ولفگانگ ورنر می گوید: “شما می توانید آن را به عنوان طناب پریدن تصور کنید.” “دو کودک یک طناب بلند را نگه داشته و نقاط انتهایی را حرکت می دهند. در واقع ، هر دو موجی ایجاد می کنند که معمولاً از یک طرف طناب به طرف دیگر گسترش می یابد. اما اگر سیستم متقارن باشد و رفتار هر دو کودک یکسان باشد ، طناب فقط به سمت بالا حرکت می کند و حداکثر موج همیشه در همان مکان باقی می ماند. ما هیچ حرکتی از موج چپ یا راست را نمی بینیم ، این را یک موج ایستاده می نامند. “اما اگر تقارن شکسته شود ، به عنوان مثال ، یکی از بچه ها به عقب حرکت می کند ، وضعیت متفاوت است – پس پویایی طناب تغییر می کند و حداکثر موقعیت نوسان حرکت می کند.

چنین شکستهای تقارن می تواند در مواد نیز رخ دهد. الکترون ها محل خود را ترک کرده و با ترک یک “حفره” ، شروع به حرکت می کنند. چنین جفت های سوراخ الکترون تقارن ماده را مختل می کنند و بنابراین می تواند اتفاق بیفتد که الکترون ها به طور ناگهانی به طور همزمان از دو حالت مختلف برخوردار باشند. به این ترتیب می توان دو مزیت را ترکیب کرد: از یک طرف تعداد زیادی از این الکترونها وجود دارد و از طرف دیگر احتمال رسیدن آنها به آشکارساز به اندازه کافی زیاد است. در یک سیستم کاملاً متقارن ، فقط یکی یا دیگری ممکن است. طبق مکانیک کوانتوم ، آنها می توانند هر دو را همزمان انجام دهند ، زیرا شکست تقارن باعث می شود که دو حالت “ادغام” شوند (ترکیبی).

پروفسور فلوریان لیبیش از انستیتوی فیزیک نظری گفت: “به تعبیری ، این یک کار تیمی بین الکترونهایی است که بین دو لایه ماده و الکترون تقارن شکسته می شود.” “فقط وقتی به آنها با هم نگاه می كنید ، می توانید توضیح دهید كه این ماده با دقیقاً آن انرژی 3.7 الکترون ولت ، الکترون منتشر می كند.”

مواد کربنی مانند نوع گرافیت مورد تجزیه و تحلیل در این تحقیق امروزه نقش مهمی دارند – به عنوان مثال ، گرافن ماده دو بعدی ، بلکه همچنین نانولوله های کربنی با قطر کوچک ، که دارای ویژگی های قابل توجهی نیز هستند. ولفگانگ ورنر می گوید: “این تأثیر را باید در بسیاری از مواد مختلف مشاهده کرد – هر جا که لایه های نازک توسط نیروهای ضعیف ون در والس بهم چسبیده باشند.” “در تمام این مطالب ، این نوع ویژه پخش الکترونیکی ، که اکنون می توانیم برای اولین بار توضیح دهیم ، باید نقش مهمی داشته باشد.”

منبع تاریخچه:

مواد تهیه شده توسط دانشگاه صنعتی وین. توجه: برای سبک و طول می توان مطالب را ویرایش کرد.


منبع: packge-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>