Elettroni in trappola

Ғылым және технология

Un gruppo di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) è riuscito a intrappolare elettroni in un cristallo tridimensionale, realizzando così la prima banda elettronica piatta conosciuta in un materiale tridimensionale. Per farlo hanno sfruttato le proprietà della meccanica quantistica quando gli atomi di un materiale assumono una particolare struttura geometrica ben nota da secoli dagli artigiani giapponesi.
Non perdetevi questo video!
00:00 Intro
00:54 Elettroni nei materiali
02:43 Geometria Kagome
06:14 Elettroni in trappola
PER APPROFONDIRE
Articoli divulgativi:
► news.mit.edu/2023/physicists-...
► phys.org/news/2023-11-physici...
► www.sciencedaily.com/releases...
Articolo scientifico:
► www.nature.com/articles/s4158...
MERCHANDISING CAFFÈ BOHR
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#fisica #scienza #elettroni #kagome

Пікірлер: 11

  • @gianfranco.C
    @gianfranco.C8 ай бұрын

    Ciao Matteo. Grazie per questo nuovo video. Ho seguito con molta attenzione la spiegazione e credo di averla compresa. Per lo meno per quanto riguarda la spiegazione del risultato dello studio. Purtroppo è uno di quei tuoi video che presuppone un buona preparazione di base per meglio comprendere ciò che riguarda le future applicazioni e /o ulteriori studi. Ma un pezzettino alla volta quelle poche nozioni che riesco ad intrappolare nella struttura a kagome del mio cervello che ho predisposto proprio per te, presto o tardi serviranno 😂😂😂 Grazie per la tua passione divulgativa

  • @carlolencionicarlo5091
    @carlolencionicarlo50918 ай бұрын

    Straordinario. grazie,

  • @Zesmork
    @Zesmork8 ай бұрын

    Quindi la banda piatta è un requisito indispensabile per intrappolare gli elettroni? E, fra i cristalli 3D, questa banda piatta si trova soltanto nella struttura Kagome? Grazie per il video!

  • 8 ай бұрын

    Ciao! Grazie per le domande! Sì, la banda piatta è fondamentale. Infatti la velocità di gruppo della funzione d’onda degli elettroni in un cristallo dipende proprio dalla pendenza della banda di dispersione. Nel caso in cui sia piatta, la pendenza è nulla come la velocità. In questo senso poiché gli elettroni non si muovono risultano intrappolati. Per la seconda domanda, una risposta completa sarebbe piuttosto lunga e complessa. In breve: no, la struttura Kagome non è l’unica in cui compaiono bande piatte. Un altro esempio è dato dal “non-superconduttore” LK-99 che potrebbe avere alcune bande piatte. Anche il bilayer di grafene ha una zona di bande piatte. In generale, però, il problema è a quale energia si verificano queste bande (e se le energie sono molto al di sopra del livello di Fermi, ad esempio, sono di fatto inutili perché non popolabili con elettroni) e quanto ampie sono (in k), cioè dalla densità elettronica. Nella struttura Kagome vi sono più elementi che concorrono a far sì che questo avvenga e che sia osservabile questo intrappolamento degli elettroni.

  • @Zesmork

    @Zesmork

    8 ай бұрын

    @ Chiarissimo, grazie mille!

  • @michelegianni389
    @michelegianni3898 ай бұрын

    Mi sfugge come un elettrone possa trovarsi in una posizione precisa e a velocità (e quindi quantità di moto) pari zero senza violare il principio di Heisenberg: mi sa che mi sono perso qualcosa...

  • @durantedanilo

    @durantedanilo

    8 ай бұрын

    Mi sono chiesto la stessa cosa, poi c' è pure un altro aspetto: se l'elettrone è abbastanza "fermo" non c'è il rischio che fugga per effetto tunnel?

  • 8 ай бұрын

    Innanzitutto il principio di indeterminazione non lega direttamente posizione e velocità come tipicamente si dice per semplificare, ma quantità di moto (che è il prodotto di massa per velocità) e posizione. Per gli elettroni nei materiali cristallini è un po’ più complesso il calcolo rispetto a quello degli elettroni liberi nel vuoto. In un materiale infatti gli elettroni hanno un cosiddetto “momento cristallino” influenzato dalle interazioni con gli atomi e gli altri elettroni. Il principio di indeterminazione in questo caso lega il momento cristallino (che è legato alla lunghezza della funzione d’onda degli elettroni) alla posizione. Questo significa che la posizione è tanto più indeterminata quanto più è preciso il momento cristallino, per così dire. Nel caso delle bande piatte, a molti valori del momento cristallino corrisponde una velocità della particella nulla. Però questo non viola il principio di indeterminazione perché la particella con velocità nulla può avere un momento cristallino “molto indeterminato” (pur mantenendo la velocità nulla, perché la velocità è la derivata dell’energia rispetto al momento cristallino) e una posizione abbastanza ben determinata. In questo caso è evidente come il principio di indeterminazione sia espresso con la quantità di moto (o momento lineare) e non con la velocità. Infatti la quantità di moto rimane indeterminata anche se la velocità è molto precisa, questo perché nei cristalli per via delle interazioni con altri elettroni e atomi, gli elettroni hanno una massa indeterminata. E la massa è inversamente proporzionale (semplificando) alla velocità, e così la sua indeterminazione. Nel caso degli elettroni catturati, la loro velocità è nulla, ma la loro “massa efficace” è infinita! Quindi indeterminazione salva da qualunque punto di vista. Come sempre.

  • @michelegianni389

    @michelegianni389

    8 ай бұрын

    @ Grazie davvero per l'esauriente risposta!

  • @Giubizza
    @Giubizza8 ай бұрын

    Elettroni giudaici...😅

  • @andreavinciguerra8844
    @andreavinciguerra88448 ай бұрын

    Mi sembra strano che gli americani pubblichino un risultato così promettente ! sono diventati generosi 🤣

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