Forscher entdecken teilbare Elektronen

Elektronen

Bisher wurden Elektronen als Elementarteilchen angesehen, die keine Komponenten oder Substruktur aufweisen. Jetzt wurden aber Elektronen beim Zerfall in zwei separate Teilchen beobachtet.

Die Forschergruppe, bestehend aus Wissenschaftlern des Schweizer Paul Scherrer Instituts und des Leibniz-Instituts für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, stellten dabei fest, das die zwei entstandenen Teilchen jeweils eine bestimmte Eigenschaft des Elektrons tragen. Das sogenannte Spinon trägt die Spin genannte Eigenrotation, das Orbiton das orbitale Moment, also die Bewegung um den Atomkern.

„Schon seit einiger Zeit weiß man, dass sich ein Elektron in bestimmten Materialien prinzipiell aufspalten kann“, so der Leiter der Dresdner Gruppe, Jeroen van den Brink, „aber bisher fehlte die empirische Bestätigung dieser Trennung in voneinander unabhängige Spinonen und Orbitonen. Jetzt wissen wir genau, wo wir diese neuen Teilchen suchen müssen, und werden sie in zahlreichen weiteren Materialien finden.“

Die Teilung wurde vorgenommen, indem die Strontium-Kupferoxid-Verbindung Sr2CuO3 mit intensiver Röntgenstrahlung beschossen wurde. Dieses Material ist durch die Eigenheit gekennzeichnet, dass sich seine Teilchen nur vorwärts oder rückwärts bewegen. Die entstandenen Teilchen können das Material, in dem sie erzeugt wurden, aber nicht verlassen.

Die Entdeckung soll vor allem beim Verständnis der Hochtemperatur-Supraleitung helfen, die bei Quantencomputern, aber auch dem Supratrans-Projekt des Instituts für Festkörper- und Werkstoffforschung Verwendung finden soll. Dieses Projekt soll künftig extrem energiegenügsame, leise und über der Fahrbahn schwebende Straßenbahnen und andere Fahrzeuge ermöglichen. [Nature via PhysOrg]
Foto: David Hilf

[Oliver Schwab / Jamie Condliffe]

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