在半學中發現的量子“龍捲風”可能會重新定義電子設備

德國的物理學家主持了表明電子慣性可以形成的實驗。“在量子半準。

電子幾乎不可能靜止不動，他們的動作可以承受一些。例子：在稱為量子材料中對電子行為的分析塔坦砷揭示渦流。

但是這個故事變得很奇怪。這些電子不會在物理位置螺旋式螺旋式 - 他們是在一種可能的量子模糊中，稱為動量空間。動量空間並沒有畫出粒子潛在位置或位置空間的地圖，而是通過能量和方向來描述它們的運動。

類似的渦流也有以前觀察到在位置空間。測量電子力量的值並在三維圖上繪製它們的繪製，也出現了驚人的渦流圖案。

該發現可以幫助為一種全新的電子產品鋪平道路：一個稱為“軌道'可以利用電子的扭曲能力，而不是電荷來攜帶電子電路中的信息或。

這一發現是用一種有趣的半學晶體，稱為塔坦雷尼德（Tantalum Arsenide）。在某種程度上並不奇怪 - 在這種材料中，長期以來的預測是第一次找到。這個無質量的粒子本質上像超有效的電子一樣起作用，其發現需要塔坦德芳烴的特殊量子特性。

這些特性使材料成為狩獵的理想選擇。出現了問題，弄清楚如何觀察它們。

德國的一個研究中心的科學家稱為量子物質（CT.QMAT）的複雜性和拓撲結構，該研究設法使用一種稱為坦塔塔姆芳烴樣品的技術使用稱為角度分辨光發射光譜（ARPES）的技術來實現。

“ ARPES是實驗性固態物理學的基本工具。它涉及在材料樣品上閃耀光線，提取電子並測量其能量和出口角度，”Maximilianünzelmann說，溫茲堡大學的實驗物理學家。

“這使我們可以直接查看材料在動量空間中的電子結構。通過巧妙地適應這種方法，我們能夠測量軌道角動量。”

但是，每個觀察結果僅佔據材料中電子的二維快照。為了確認在該領域中形成的量子龍捲風形成，團隊必須將每個測量值堆疊到3D模型中，例如CT掃描。最終結果是一個彩色模型，顯示出非常清晰的渦旋結構。

“我們逐層分析了樣本，類似於醫療斷層掃描的工作原理。”ünzelmann說。 “通過將單個圖像縫合在一起，我們能夠重建軌道角動量的三維結構，並確認電子在動量空間中形成渦流。”

該團隊說，進一步的工作不僅可以導致更高效的電子產品，而且還會導致一種稱為軌道人類的全新設備。這也可以與另一個潛在的電子技術繼承者一起使用 - ，它編碼信息。

該研究發表在雜誌上物理評論x。