นักฟิสิกส์สร้างพายุทอร์นาโดควอนตัมในพื้นที่โมเมนตัม

นักฟิสิกส์รู้จักกันมานานว่าอิเล็กตรอนสามารถสร้างกระแสน้ำวนในวัสดุควอนตัม มีอะไรใหม่เป็นข้อพิสูจน์ว่าอนุภาคเล็ก ๆ เหล่านี้สร้างโครงสร้างคล้ายพายุทอร์นาโดในพื้นที่โมเมนตัม

พื้นที่โมเมนตัมเป็นแนวคิดพื้นฐานในฟิสิกส์ที่อธิบายการเคลื่อนไหวของอิเล็กตรอนในแง่ของพลังงานและทิศทางมากกว่าตำแหน่งทางกายภาพที่แน่นอน

พื้นที่ตำแหน่งของตำแหน่งเป็นดินแดนที่ปรากฏการณ์ที่คุ้นเคยเช่นกระแสน้ำวนหรือพายุเฮอริเคนเกิดขึ้น

จนถึงขณะนี้แม้แต่กระแสน้ำวนควอนตัมในวัสดุก็ถูกสังเกตในพื้นที่ตำแหน่งเท่านั้น

แปดปีที่ผ่านมาดร. Roderich Moessner จาก Max Planck Institute สำหรับฟิสิกส์ของระบบที่ซับซ้อนและWürzburg-Dresden Cluster of Excellence Ct.Qmat ตั้งทฤษฎีว่าพายุทอร์นาโดควอนตัมสามารถก่อตัวขึ้นในพื้นที่โมเมนตัม

ในเวลานั้นเขาอธิบายปรากฏการณ์เป็นแหวนควันเพราะเช่นเดียวกับแหวนควันมันประกอบด้วยกระแสน้ำวน

อย่างไรก็ตามจนถึงตอนนี้ไม่มีใครรู้วิธีวัด

เพื่อตรวจจับควอนตัมพายุทอร์นาโดในพื้นที่โมเมนตัมดร. Moessner และเพื่อนร่วมงานได้ปรับปรุงเทคนิคที่รู้จักกันดีที่เรียกว่า Arpes

“ ARPES เป็นเครื่องมือพื้นฐานในฟิสิกส์โซลิดสเตตทดลอง” ดร. อธิบาย Maximilian ünzelmannนักวิจัยที่มีฟิสิกส์ทดลอง VII และWürzburg-Dresden Cluster of Excellence Ct.Qmat ที่มหาวิทยาลัยWürzburg

“ มันเกี่ยวข้องกับแสงส่องแสงบนตัวอย่างวัสดุสกัดอิเล็กตรอนและการวัดพลังงานและมุมออก”

“ สิ่งนี้ทำให้เราดูโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุโดยตรงในพื้นที่โมเมนตัม”

“ ด้วยการปรับวิธีนี้อย่างชาญฉลาดเราสามารถวัดโมเมนตัมเชิงมุมวงโคจรได้”

ทีมงานปรากฏในวารสารรีวิวทางกายภาพ x-

-

T. Figgemeieret al- 2025. การถ่ายภาพเส้นกระแสน้ำวนวงโคจรในพื้นที่โมเมนตัมสามมิติฟิสิกส์ รายได้ x15, 011032; ดอย: 10.1103/physrevx.15.011032