Физиците наблюдаваха странно движение на електрона

Учени от Япония и Австрия изследваха енергийните нива на Ландау на свободния електрон при неговото движение в магнитно поле.

Енергийните нива на Ландау възникват при движение на квантова частица в магнитно поле и се проявяват, в съответствие с решението на уравнението на Шрьодингер, в квантуването на нейната енергия (появата на дискретни нива) при зададена проекция на скоростта в напречна посока на магнитното поле.

В класическия случай такива нива не възникват, а движението на частиците се подчинява на законите на класическата физика и протича под действието на силата на Лоренц (в дадения случай – нейната магнитна съставка) с циклотронна честота.

Учените в своя експеримент открили, че в зависимост от квантовото число, описващо ъгловия момент на частицата, тя може да се движи с три различни честоти – нулева, циклотронна и ларморовска (която е равна на половината от циклотронната). Такова странно от позиция на класическата физика поведение изцяло се обяснява от квантовата механика.

Учените отбелязват, че наблюденията им позволяват по-добре да се разберат квантовите особености, присъщи на движението на заредените частици в магнитни полета, и ще допринесат за прогрес в тачи част от физиката на твърдото тяло, която е свързана с квантовия ефект на Хол.

Резултатите от изследването са публикувани в сп. Nature Communications, а накратко с него можете да се запознаете в сайта на RIKEN.