1. Elektronuppdelning i grafen:
Grafen, ett tvådimensionellt material tillverkat av kolatomer arrangerade i ett hexagonalt gitter, har fått stor uppmärksamhet de senaste åren. Forskare vid University of Manchester genomförde experiment där de utsatte grafenprover för höga nivåer av elektrisk ström. Under dessa extrema förhållanden observerades elektronerna i grafen delas upp i två separata och oberoende kvasipartiklar som kallas "Dirac-fermioner". Detta fenomen förutsägs av Dirac-ekvationen, som styr beteendet hos relativistiska partiklar.
2. Fraktionellt laddade elektroner i kvantprickar:
Kvantprickar är halvledarnanopartiklar med dimensioner i storleksordningen några nanometer. I en studie ledd av forskare vid Köpenhamns universitet användes kvantprickar för att fånga elektroner och studera deras egenskaper. Resultaten avslöjade förekomsten av fraktionerad laddade elektroner inom kvantprickarna. Dessa fraktionsladdningar är multiplar av 1/3 eller 2/3 av den grundläggande elektronladdningen, vilket utmanar konventionella föreställningar om elektronodelbarhet.
3. Majorana-fermioner i topologiska isolatorer:
Topologiska isolatorer är en klass av material som har unika ytegenskaper som möjliggör uppkomsten av Majorana-fermioner. Dessa kvasipartiklar är deras egna antipartiklar och har teoretiserats spela en avgörande roll i feltolerant kvantberäkning. Forskare vid Delfts tekniska universitet och andra institutioner har gjort betydande framsteg i att identifiera och manipulera Majorana-fermioner i topologiska isolatorer.
4. Dela elektronpar i supraledare:
Supraledning, vissa materials förmåga att leda elektricitet med noll motstånd, är ett välkänt fenomen. Nyligen genomförda experiment på högtemperatursupraledare avslöjade att när en elektrisk ström passerar genom dessa material, parar sig elektronerna och delar sig samtidigt. Denna process, känd som "pardelning", kan kasta ljus över de underliggande mekanismerna som är ansvariga för de exotiska egenskaperna hos högtemperatursupraledare.
5. Elektron-hålpar i halvledare:
När en foton interagerar med ett halvledarmaterial kan den excitera en elektron från sin ursprungliga energinivå till en högre, vilket lämnar efter sig ett gap eller "hål" i den lägre energinivån. Forskare har observerat att i vissa halvledare, som galliumnitrid, kan elektronen och hålet delas isär och röra sig oberoende av varandra. Detta beteende kan få konsekvenser för optoelektroniska enheter och lysdioder (LED).
Dessa upptäckter ger lockande inblickar i kvantfysikens intrikata och kontraintuitiva värld. Genom att förstå och utnyttja dessa exotiska elektronbeteenden hoppas forskare kunna låsa upp nya tekniska möjligheter inom områden som kvantberäkning, supraledning och avancerade material.
