| dbo:abstract
|
- Als Spin-Ladungs-Trennung wird ein Prozess bezeichnet, bei dem sich der Spin und die Ladung eines Elektrons separat als Spin- bzw. Ladungswellen in einer Luttinger-Flüssigkeit bewegen können. Diese separaten Spins und Ladungen lassen sich als Quasiteilchen verstehen, welche nur die eine jeweilige Quantenzahl des Elektrons haben. Diese Quasiteilchen sind das Spinon und das Holon. (de)
- In condensed matter physics, spin–charge separation is an unusual behavior of electrons in some materials in which they 'split' into three independent particles, the spinon, the orbiton and the holon (or chargon). The electron can always be theoretically considered as a bound state of the three, with the spinon carrying the spin of the electron, the orbiton carrying the orbital degree of freedom and the chargon carrying the charge, but in certain conditions they can behave as independent quasiparticles. The theory of spin–charge separation originates with the work of Sin-Itiro Tomonaga who developed an approximate method for treating one-dimensional interacting quantum systems in 1950. This was then developed by Joaquin Mazdak Luttinger in 1963 with an exactly solvable model which demonstrated spin–charge separation. In 1981 F. Duncan M. Haldane generalized Luttinger's model to the Tomonaga–Luttinger liquid concept whereby the physics of Luttinger's model was shown theoretically to be a general feature of all one-dimensional metallic systems. Although Haldane treated spinless fermions, the extension to spin-½ fermions and associated spin–charge separation was so clear that the promised follow-up paper did not appear. Spin–charge separation is one of the most unusual manifestations of the concept of quasiparticles. This property is counterintuitive, because neither the spinon, with zero charge and spin half, nor the chargon, with charge minus one and zero spin, can be constructed as combinations of the electrons, holes, phonons and photons that are the constituents of the system. It is an example of fractionalization, the phenomenon in which the quantum numbers of the quasiparticles are not multiples of those of the elementary particles, but fractions. The same theoretical ideas have been applied in the framework of ultracold atoms. In a two-component Bose gas in 1D, strong interactions can produce a maximal form of spin–charge separation. (en)
- Nella fisica della materia condensata, la separazione spin–carica è un insolito comportamento degli elettroni in alcuni materiali nei quali "si separano" in due particelle indipendenti, lo spinone e il caricone (o la sua antiparticella, l'olone). L'elettrone può sempre essere teoricamente considerato come uno stato legato dei due, con lo spinone che porta lo spin dell'elettrone e il caricone che porta la carica, ma in certe condizioni essi possono diventare deconfinati e agire come particelle indipendenti. La separazione spin–carica è una delle più insolite manifestazioni del concetto di quasiparticella. Questa proprietà è controintuitiva, dato che né lo spinone, con carica zero e spin pari a un mezzo, o il caricone, con carica di meno uno e spin uguale a zero, possono essere costruiti come combinazioni di elettroni, lacune, fononi e fotoni che sono i costituenti del sistema. È un esempio di , il fenomeno nel quale i numeri quantici delle quasiparticelle non sono multipli di quelli delle particelle elementari, ma frazioni. Poiché gli elettroni originari nel sistema sono i fermioni, uno tra spinone e caricone deve essere un fermione, e l'altro deve essere un bosone. Uno è teoricamente libero di fare assegnamento in entrambi i modi, e nessuna quantità osservabile può dipendere da questa alternativa. Il formalismo con il caricone bosonico e spinioni fermionici è di solito riferito come formalismo del "fermione-schiavo", mentre il formalismo con cariconi fermionici e spinoni bosonici è chiamato formalismo del "bosone di Schwinger". Entrambi gli approcci sono stati utilizzati per i sistemi fortemente correlati, ma non è stato dimostrato di essere del tutto efficace. Una difficoltà della separazione spin-carica è che mentre lo spinone e il caricone non sono quantità gauge-invarianti, cioè oggetti non fisici, non ci sono sonde fisiche dirette per osservarli. Quindi il più delle volte non si devono usare tecniche macroscopiche o dinamiche termiche per vedere i loro effetti. Ciò implica che il formalismo che abbiamo scelto è irrilevante per la fisica reale, quindi in linea di principio entrambi gli approcci dovrebbero darci la stessa risposta. Il motivo per cui otteniamo risposte radicalmente diverse da questi due formalismi è probabilmente dovuto alla soluzione sbagliata del campo medio che scegliamo, il che significa che abbiamo a che fare con la separazione spin-carica in modo sbagliato. Le stesse idee teoriche sono state applicate alla struttura degli atomi ultrafreddi. Nel gas di Bose a due-componenti in (un sistema) 1D, le forti interazioni possono produrre una forma massima di separazione spin-carica. (it)
- En physique de la matière condensée, la séparation spin-charge est un comportement inhabituel de l'électron qui se produit dans certains matériaux sous certaines conditions. Dans ces situations, la particule élémentaire se divise en trois quasi-particules : le (en), l' (en) et le (ou son antiparticule, le (en)). Théoriquement, l'électron est toujours considéré comme un état lié des trois avec le spinon portant le spin, l'orbiton caractérisant l'orbitale atomique et le chargeon portant la charge électrique, mais dans certaines situations, les quasi-particules peuvent être déconfinées et se comporter en particules indépendantes. Le concept a été appliqué dans l'analyse des (en) (dont la température est proche du zéro absolu). Sous certaines conditions, un peut produire une grande quantité de séparation spin-charge. (fr)
- Separacja spinowo-ładunkowa w fizyce materii skondensowanej to anomalne zachowanie elektronów powodujące w pewnych specjalnych warunkach powstanie stanów elektronów rozpadających się na trzy stany kwazicząstkowe (spinony, i orbitony) o różnych prędkościach propagacji. Ważną własnością separacji z której wynika jej nazwa jest fakt, że jedna z kwazicząstek (spinon) niesie spin elektronu, druga (holon) niesie ładunek elektronu, a trzecia (orbiton) przenosi parametry orbitalne elektronu. Ze względu na to, że jest to silnie skorelowany stan wielu elektronów (do powstania takich kwazicząstek potrzeba wielu elektronów uwięzionych w dwóch wymiarach i silnie ze sobą oddziałujących) nie oznacza to faktycznego podziału elektronu na ładunek i spin (takiego zjawiska jak dotąd nigdy nie zaobserwowano) a jedynie manifestację silnie skorelowanych cząstek jako różne kwazicząstki. (pl)
- I den kondenserade materiens fysik, är spin–laddningsseparation ett ovanligt uppträdande hos elektroner i vissa material, där de kan uppträda som om de splittrades i tre självständiga kvasipartiklar, en, en och chargonen (eller dess antipartikel, en). Elektronen kan i teorin alltid ses som ett bundet tillstånd av de tre, med spinonen som bärare av elektronens spinn, orbitonen som bärare av orbitala frihetsgraden och chargonen som bärare av laddningen. Under vissa omständigheter kan de dock bli ”frisläppta” och uppträda som självständiga partiklar. Teorin för spin-laddningsseparation härrör från Shinichiro Tomonaga som tog fram en approximativ metod att behandla endimensionella växelverkande kvantsystem 1950. Tomonagas uppslag har senare vidareutvecklats av andra fysiker. (sv)
- Разделение спина и заряда (англ. Spin-charge separation) — явление, наблюдаемое в квазиодномерных системах, в частности в углеродных нанотрубках. Суть этого явления в том, что из-за большого (по сравнению с их кинетической энергией) взаимодействия между электронами в подобных системах, удобными квазичастицами оказываются не электроны (имеющие спин 1/2 и подчиняющиеся статистике Ферми — Дирака), как в металлах, а своеобразные квазичастицы со спином 0 и 1 холоны и спиноны, подчиняющиеся статистике Бозе — Эйнштейна. Холон переносит только заряд и не переносит спин, в то время как спинон переносит только спин, и не переносит заряд. Достаточно наглядно можно пояснить ситуацию в одном из предельных случаев. Допустим, взаимодействие между электронами настолько сильно, что они сконденсировались в вигнеровский кристалл. В таком случае, в вигнеровском кристалле, как и в любом другом кристалле, могут существовать фононы, коллективные колебания электронов в узлах решётки. Эти колебания будут сопровождаться переносом заряда. Это и есть холоны. С другой стороны, электроны в цепочке обладают спином, между ними существует некоторое спин-спиновое взаимодействие. Если мы перевернём один из спинов, по цепочке побежит спиновое возмущение, совершенно не сопровождающееся переносом заряда. Это и есть спинон. Кроме спинонов и холонов, обнаружены орбитоны — квазичастицы, определяющие орбитальное положение электрона. Также возникновение спинонов обнаружено в других диэлектриках при поглощении электромагнитных волн. (ru)
|
| rdfs:comment
|
- Als Spin-Ladungs-Trennung wird ein Prozess bezeichnet, bei dem sich der Spin und die Ladung eines Elektrons separat als Spin- bzw. Ladungswellen in einer Luttinger-Flüssigkeit bewegen können. Diese separaten Spins und Ladungen lassen sich als Quasiteilchen verstehen, welche nur die eine jeweilige Quantenzahl des Elektrons haben. Diese Quasiteilchen sind das Spinon und das Holon. (de)
- In condensed matter physics, spin–charge separation is an unusual behavior of electrons in some materials in which they 'split' into three independent particles, the spinon, the orbiton and the holon (or chargon). The electron can always be theoretically considered as a bound state of the three, with the spinon carrying the spin of the electron, the orbiton carrying the orbital degree of freedom and the chargon carrying the charge, but in certain conditions they can behave as independent quasiparticles. (en)
- En physique de la matière condensée, la séparation spin-charge est un comportement inhabituel de l'électron qui se produit dans certains matériaux sous certaines conditions. Dans ces situations, la particule élémentaire se divise en trois quasi-particules : le (en), l' (en) et le (ou son antiparticule, le (en)). Théoriquement, l'électron est toujours considéré comme un état lié des trois avec le spinon portant le spin, l'orbiton caractérisant l'orbitale atomique et le chargeon portant la charge électrique, mais dans certaines situations, les quasi-particules peuvent être déconfinées et se comporter en particules indépendantes. (fr)
- Nella fisica della materia condensata, la separazione spin–carica è un insolito comportamento degli elettroni in alcuni materiali nei quali "si separano" in due particelle indipendenti, lo spinone e il caricone (o la sua antiparticella, l'olone). L'elettrone può sempre essere teoricamente considerato come uno stato legato dei due, con lo spinone che porta lo spin dell'elettrone e il caricone che porta la carica, ma in certe condizioni essi possono diventare deconfinati e agire come particelle indipendenti. (it)
- Separacja spinowo-ładunkowa w fizyce materii skondensowanej to anomalne zachowanie elektronów powodujące w pewnych specjalnych warunkach powstanie stanów elektronów rozpadających się na trzy stany kwazicząstkowe (spinony, i orbitony) o różnych prędkościach propagacji. Ważną własnością separacji z której wynika jej nazwa jest fakt, że jedna z kwazicząstek (spinon) niesie spin elektronu, druga (holon) niesie ładunek elektronu, a trzecia (orbiton) przenosi parametry orbitalne elektronu. (pl)
- Разделение спина и заряда (англ. Spin-charge separation) — явление, наблюдаемое в квазиодномерных системах, в частности в углеродных нанотрубках. Суть этого явления в том, что из-за большого (по сравнению с их кинетической энергией) взаимодействия между электронами в подобных системах, удобными квазичастицами оказываются не электроны (имеющие спин 1/2 и подчиняющиеся статистике Ферми — Дирака), как в металлах, а своеобразные квазичастицы со спином 0 и 1 холоны и спиноны, подчиняющиеся статистике Бозе — Эйнштейна. Холон переносит только заряд и не переносит спин, в то время как спинон переносит только спин, и не переносит заряд. (ru)
- I den kondenserade materiens fysik, är spin–laddningsseparation ett ovanligt uppträdande hos elektroner i vissa material, där de kan uppträda som om de splittrades i tre självständiga kvasipartiklar, en, en och chargonen (eller dess antipartikel, en). Elektronen kan i teorin alltid ses som ett bundet tillstånd av de tre, med spinonen som bärare av elektronens spinn, orbitonen som bärare av orbitala frihetsgraden och chargonen som bärare av laddningen. Under vissa omständigheter kan de dock bli ”frisläppta” och uppträda som självständiga partiklar. (sv)
|
