Рубрика: Физика
Квантни капкоиди – чудните честички со својства на течност
Автор: Невенка Стојановска
Објавено на 14.04.2014 - 16:15

Физичарите може и со години да бараат нови честички за да откријат некои аспекти на законите на природата, но еден меѓународен тим наместо тоа се одлучи да направи свои сопствени честички. Честичките наречени капкоиди (dropleton), или квантни капки, всушност претставуваат краткотраен кластер од електрони и позитивни полнежи наречени “дупки”. Како и другите квазичестички, капкоидите се однесуваат како една честичка.

За да создаде капкоид, научниот тим од Универзитетот “Филипс” во Марбург, Германија, и на Заедничкиот институт за лабораториска астрофизика при Универзитетот во Колорадо, испукал брзи пулсеви од исклучително моќен ласер во коцка од галиум арсенид. Истиот материјал се користи во црвените ЛЕД диоди. Секој од пулсевите траел помалку од 100 фемтосекунди (милијардити дел од милијардити дел од секундата). Кога светлината удрила во галиум арсенидот, атомите ги ослободувале, или ги возбудувале, електроните, коишто се движеле околу галиум арсенидот во вид на гас или плазма. Кога негативно наелектризираните електрони ќе излезеле од своите места околу атомите, тие зад себе оставале региони со позитивен електричен полнеж наречени шуплини. Бидејќи капокоидот е вештачка честичка, којашто се состои од голем број електрони, таа и се однесува како супер-голем електрон.

Ова значи дека физичарите би можеле да ја променат големината на електроните за потреба на нивните експерименти. Електроните и шуплините, кои имаат спротивни полнежи, имаат тенденција да формираат парови, наречени ексцитони. Овие парови им се веќе познати на оние што некогаш користеле некој вид соларни панели, коишто употребуваат специјални материјали за поделба на паровите електрон-шуплина, ослободувајќи ги електроните, со што се генерира електрична струја.

Сепак, ексцитоните во споменатиот експеримент имале многу поголема енергија, толку многу енергија што се групирале, налик на капки вода кои се припиваат заедно. Во тој момент, тие веќе престанале да бидат ексцитони врзани во парови, тие станале капкоиди. Електроните, кои сега се без ограничувањето наметнато од шуплините, формираат еден вид шема од стоечки бран околу себе. Шемата е слична на онаа која обичните молекули ја прават во течностите (кога ќе се фрли камен во вода, на пример).

Капкоидите се со кус животен век од само 25 пикосекунди, но во рамките на квантната физика ова е релативно долго време. Тие се однесуваат во согласност со правилата на квантната физика, а тоа значи дека научниците можат да ги искористат честичките за испитување на интеракцијата помеѓу светлината и материјата – процес којшто исто така се одигрува според квантните правила. Бидејќи капкоидите се навистина големи, споредено со други честички, тие може да им помогнат на физичарите да ги одредат границите помеѓу светот на квантните правила и светот во кој владеат правилата на класичната физика.

Можноста на капкоидите да се преплетат со фотони формирајќи квазичестички, кои физичарите ќе можат да ги употребат за складирање на квантни состојби, претставува потенцијал за дизајнирање на комуникациски уреди со квантна основа каде што ваквите состојби би служеле како битови на информации.