Físicos já observados directamente níveis de Landau - os níveis quânticos que determinam o comportamento de elétrons em um forte campo magnético - pela primeira vez desde que foram teoricamente concebida por Prêmio Nobel Lev Landau, em 1930.
Utilizando espectroscopia de tunelamento - uma sonda espacialmente resolvido que interage directamente com os electrões - cientistas em instituições como a Universidade de Warwick e Universidade Tohoku revelaram a estrutura em forma de anel interna desses níveis de Landau na superfície de um semicondutor.
O desafio experimental na obra era ter resolução espacial suficiente, a fim de superar a desordem intrínseca do material em que normalmente só permite a observação de espalhada "drift" estados.
Isso mostra medida experimentalmente Landau Nível 1. Crédito: Universidade de Warwick
As imagens mostram claramente que Landau estava certo quando previu que, em um sistema limpo, os elétrons assumiria a forma de anéis concêntricos, o número de que aumentam de acordo com seu nível de energia.
Este comportamento simples contagem constitui a base do chamado efeito Hall quântico.
Embora originalmente de interesse fundamental na maior parte, o efeito, nos últimos anos tem sido utilizado para definir o padrão para o que se entende por resistência eléctrica e pode assim ser utilizado para definir o quilograma também.
Numericamente simulado Nível 1 Landau. Crédito: Universidade de Warwick
Professor Rudolf Roemer, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, disse: "Este é um passo importante para nós, que estamos realmente vendo pela primeira vez quânticos individuais funções de onda mecânicas de elétrons em materiais reais.
"Em face do que isso pode parecer muito distante da vida quotidiana.
"No entanto, a questão de qual define um quilograma está a ser discutida, com o espaçamento entre os anéis destes níveis de Landau que actuam como uma espécie de marcador para um peso universal.
"Então da próxima vez que você medir o açúcar para fazer um bolo, você pode inconscientemente estar fazendo uso desses anéis quânticos".
A pesquisa foi publicada na revista Physical Review Letters .
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