Поляризация происходит, когда волны, такие как электромагнитные или световые волны, вращаются. Электромагнитные поля звонили, у микроволновых печей есть вращающееся электрическое поле, которое поворачивается по часовой стрелке или против часовой стрелки, и большинство теорий предсказывает, что микроволновые печи затронут вращение электронов.
И все же, экспериментальные исследования показали, что электроны, кажется, незатронуты микроволновой поляризацией. Эти бросающие вызов теории результаты долго озадачивали физиков.
Новое исследование исследователей в Институте Окинавы Университета Выпускника Науки и техники (OIST) может объяснить это неравенство. В работе исследователи OIST измерили электрический ток через двухмерную плоскость. Изменяя поляризацию микроволновых печей, исследователи смогли показать, что поляризация действительно затрагивает движение электронов. Их результаты были изданы в Physical Review Letters.
«Естественно ожидать, что эффект будет самым сильным, когда оба электрона и микроволновые области будут вращаться в том же самом направлении и будут сильно уменьшены, когда направления их вращения противоположны», сказал Денис Константинов, ведущий автор на той бумаге и глава Квантового Отделения Динамики OIST. Это действительно, что нашли Константинов и его команда.Команда от OIST сотрудничала на исследовании с исследователями в Институте Низкой Температурной Физики и Разработки в Украине. В то время как коллега в Украине развивал математическую структуру, чтобы проверить ведущие теории в структуре исследователей, ученые из OIST проверили их экспериментально.
В предыдущих экспериментах движение электронов было изучено в твердотельных материалах, таких как полупроводники. Но эти материалы содержат примеси, которые невозможно устранить, и это может вмешаться в результаты.
Таким образом, исследователи создали систему, которая тесно подражает функции полупроводника при помощи жидкого гелия. Это состоит из электронов на поверхности жидкого гелия, приложенного в вакуумной палате и охлажденного к температурам близко к абсолютному нулю – примерно-273 Цельсия.«Ничто не идеально в твердом состоянии», сказал Константинов. «Вот почему наша система хороша – теперь мы можем устранить все эти примеси и дефекты».Гелий обладает уникальной способностью: это остается жидкостью, даже в температурах, достигающих абсолютного нуля.
Между тем, любые другие комплексы (примеси в гелии) замораживание, цепляясь за стены его контейнера. При такой низкой температуре электроны в поверхности гелия становятся «квантовавшими» – движение перпендикуляра электронов к жидкости «вытеснено» в двумерное пространство, сказал Константинов.В этой системе, когда исследователи послали поляризованные проспектом микроволновые печи вниз через этот слой электронов и побудили электроны вращаться в том же самом направлении как вращение микроволновой области, измеренный ток электронов начал колебаться с прикладным магнитным полем. Когда они полностью изменили вращение электронов, переключив направление магнитного поля, колебание, значительно ослабленное.
Исследователи наблюдали то же самое поведение, полностью изменяя направление вращения микроволновой области, сохраняя вращение электронов неизменным.Это означает, что электроны действительно затронуты поляризацией этих электромагнитных волн. Однако, больше работы предстоит сделать, чтобы понять, почему точно эти частицы ведут себя способ, которым они делают, сказал Олексий Задорожко, первый автор на бумаге и постдокторский исследователь в OIST.
«В данный момент мы еще не можем указать, к какому из многих теорий основной», сказал он. «Наш следующий шаг – более детальное изучение этого».