写于 2017-02-01 03:25:32| 金沙平台| 总汇

由五个带电荷的钙二聚体组成的人造原子核集中在原子崩塌的电子云中(图片由Michael Crommie提供)使用石墨烯上制造的人造原子核,一组研究人员对“原子崩溃”状态进行了成像,理论上将其发生超大原子核周围的一次量子力学现象的第一次实验观察对近期石墨烯电子器件的未来具有重要意义

使用石墨烯制造的微观人工原子核,由研究人员合作研究美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)和加州大学伯克利分校的科学家们已经成像了“原子崩溃”状态,理论上它们发生在超大原子核周围“原子崩溃是圣杯之一石墨烯的研究,以及原子和核物理的圣杯,“说Michael Crommie,一位与伯克利实验室材料科学部和加州大学伯克利分校物理系联合任命的物理学家“虽然这项工作代表了对几十年前基本相对论量子力学预测的非常好的证实,但它对未来的纳米级设备也非常重要

电荷被集中到非常小的区域“Crommie是一篇论文的相应作者,在科学期刊中描述了这项工作

该论文的标题是”观察石墨烯上人工核中的原子崩塌共振“共同作者是杨旺,Dillon Wong, Andrey Shytov,Victor Brar,Sangkook Choi,Qiong Wu,Hsin-Zon Tsai,William Regan,Alex Zettl,Roland Kawakami,Steven Louie和Leonid Levitov源于量子力学先驱保罗狄拉克的思想,原子崩溃理论认为,当超重原子核的正电荷超过临界阈值,产生强大的库仑b场导致带负电的电子填充电子螺旋向下到核的状态然后再次螺旋离开,在此过程中发射正电子(带正电的电子)这种非常不寻常的电子状态与发生的情况有很大不同在一个典型的原子中,电子在核周围占据稳定的圆形轨道“核物理学家试图观察原子崩溃已有数十年,但他们从未明确地看到这种效应,因为它很难制造和维持必要的超大核, “克罗姆米说:”石墨烯让我们有机会看到这种行为的浓缩物类似物,因为石墨烯中电子的非凡的相对论性质产生了一个小得多的核电荷阈值,用于产生特殊的超临界原子核,表现出原子崩溃行为“也许目前没有任何其他材料可以像图形一样为新电子技术带来兴奋烯,纯碳片只有一个原子厚度,电子可以通过它自由地比它们穿过硅片快100倍速移动通过石墨烯的二维碳原子层,这些碳原子排列成六边形图案的蜂窝状晶格,完美地模仿了这种行为高度相对论的带电粒子没有质量超薄,超强,超柔韧和超高速作为电导体,石墨烯被吹捧为许多电子应用的潜在奇迹材料,从超快速晶体管开始近年来科学家预测高电荷石墨烯中的杂质应该表现出独特的电子共振 - 部分位于空间和能量中的电子积聚 - 对应于超大原子核的原子崩塌状态去年夏天,Crommie的团队通过确认这一预测为实验验证这一预测奠定了基础

石墨烯的电子在充电附近oms遵循相对论量子力学的规则然而,该研究中原子的电荷还不足以看到难以捉摸的原子崩溃“然而,这些结果令人鼓舞,并表明我们应该能够看到相同的原子物理学石墨烯中的高电荷杂质,原子崩塌物理学预测具有高电荷原子核的孤立原子,“Crommie说