<strong>Wiry - podobne do tych obserwowanych w wodzie - występują również w ciałach stałych. Sposób ich powstawania zbadał 6-osobowy zespół naukowców na politechnice w Lozannie. </strong>Jego członkinią była dr Barbara Piętka z <a href="http://www.fuw.edu.pl/">Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego</a> (FUW). Pracę opisującą niecodzienne zjawisko wirów występujących w ciałach stałych opublikowało prestiżowe czasopismo "Nature Physics". Wyniki badań mogą przyczynić się do rozwoju nowej gałęzi optoelektroniki, wykorzystującej zjawiska kwantowe do budowy pamięci optycznych, bramek logicznych lub tranzystorów.
"Dziury i uwolnione elektrony mają swoją dynamikę, w szczególności mogą przyciągać się i tworzyć rodzaj stanów związanych nazywanych ekscytonami. Ekscytony są więc lokalnymi zaburzeniami +porządku+ na powłokach elektronowych atomów sieci krystalicznej. Zaburzenia te mogą się przemieszczać wewnątrz ciała stałego, a ich zachowanie pod wieloma względami przypomina ruch zwykłych cząstek, dlatego nazywa się je kwazicząstkami" - czytamy.
Przemieszczanie się dużej liczby kwazicząstek poprzez kryształ może być porównane do przepływu płynu. W takim ruchu kwazicząstek defekty sieci krystalicznej - miejscowe nieregularności ułożenia atomów lub obecność "obcych" atomów innych pierwiastków - zaburzają swobodny przepływ podobnie jak kamienie w strumieniu zaburzają przepływ wody. A więc mogą pojawiać się wiry.
Jednym z warunków koniecznych do wytworzenia dynamicznych wirów w ciele stałym, jest wprowadzenie "płynu" kwazicząstek w stan nadciekły. Pracujący na politechnice w Lozannie zespół, w skład którego wchodziła dr Barbara Piętka z FUW, wprowadził w stan nadciekły polarytony.
Nazwą tą określa się ekscytony sprzężone ze światłem. "Są to kwazicząstki, będące połączeniem światła widzialnego (fotonu) oraz materii (ekscytonu)" - opisuje dr Piętka.
Nadciekłe polarytony nakierowano na znajdujący się w krysztale defekt - niewielką wypukłość. "Aby wytworzyć wiry kwantowe trzeba było rozpędzić polarytony na tyle, by na obwodzie defektu prędkość tych kwazicząstek przekraczała prędkość dźwięku" - tłumaczy badaczka. - Wtedy stan nadciekły się załamywał, a za defektem pojawiały się wiry".
Badaniem własności polarytonów zajmuje się nowa dziedzina fizyki nazywana polarytroniką. "Oczekuje się, że prowadzone w jej ramach prace pozwolą zbudować w przyszłości wiele pożytecznych urządzeń m.in. zużywające mniej energii lasery lub nowe polarytonowe pamięci optyczne oraz tranzystory - napisano w komunikacie FUW. -Badanie zjawisk zachodzących podczas przepływu polarytonów przez półprzewodnik jest ważne z punktu widzenia ich zastosowań - zakłócenia jakie powstają podczas tego procesu, będą miały wpływ na szybkość przekazywania informacji."
PAP - Nauka w Polsce
ekr/ agt/bsz
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
