Un esperimento ha confermato che gli spinons, eccitazioni magnetiche del tipo di particella, possono essere limitati in un isolante magnetico simile al modo che i quark elementari sono limitati all'interno di diversi protoni e neutroni. L'individuazione, in un sistema magnetico ben-descritto, può offrire i nuovi modi esplorare la Cromodinamica Quantistica, della teoria che descrive le interazioni fondamentali dei quark.
Le osservazioni di relegazione dello spinon sono state fatte al Laboratorio di Appleton di Rutherford dei Consigli degli Impianti di Scienza e Tecnologia nel Regno Unito da un gruppo internazionale dei fisici. Il gruppo ha rend contoere serendipitously che una teoria ha sviluppato 12 anni più in anticipo dal fisico teorico Alexei Tsevelik, ora al Dipartimento Per L'Energia di Stati Uniti il Laboratorio Nazionale del Brookhaven Ed i collaboratori hanno predetto esattamente i risultati correnti. Insieme, gli scienziati descrivono la teoria e le loro nuove osservazioni nell'emissione del 29 novembre di Fisica della Natura.
“Il concetto di relegazione è una delle idee centrali nella fisica moderna, essendo alla memoria della teoria delle forze nucleari,„ Tsvelik ha detto. “In determinati sistemi, quando le particelle costituenti sono limitate insieme da un'interazione di cui la concentrazione aumenta con l'aumento della separazione della particella, le diverse particelle non possono esistere in uno stato libero e quindi non possono essere osservate soltanto indirettamente.„
L'esempio più famoso di relegazione è dei quark che sono tenuti insieme in protoni e neutroni, per esempio, con la grande forza, una forza che si sviluppa più forte con l'aumento della distanza.
“È stato interessante per noi che che una simile situazione di relegazione può essere modellata nei sistemi condensati della materia,„ Tsvelik ha detto. “Invece dei quark che sono limitati in protoni e neutroni, abbiamo altre entità di quantum che agiscono appena come le particelle -- le eccitazioni elementari dei sistemi magnetici hanno chiamato gli spinons.„
Nel caso dell'esperimento corrente, gli spinons esistono sulle catene parallele dell'rame-ossido separate da calcio inerte. Spinons sulle diverse catene non è limitato, ma non appena due catene sono riunite per formare le disposizioni a forma di scala, le interazioni della inter scala limitano gli spinons.
“Cioè gli spinons possono ora comparire soltanto nelle paia e non possono volare a partire da a vicenda troppo lontano,„ Tsvelik ha detto. “Il risultato di questa relegazione è una particella che chiamiamo un magnon. È come due quark che accoppiano fino al modulo un mesone.„
Il documento originale di teoria ha pubblicato da Tsvelik ed i collaboratori 12 anni fa hanno descritto dettagliatamente lo spettro magnetico di eccitazione di un tal sistema. Il gruppo che esegue gli esperimenti al Rutherford ha osservato un'impronta che misura quella descrizione.
“Ora che abbiamo un esempio di relegazione in un sistema condensato della materia, il nostro punto seguente è di controllare ulteriori previsioni della teoria per assicurarsi che non ci siano sorprese sgradevoli,„ Tsvelik ha detto. Gli scienziati egualmente misureranno le risposte in altri composti per vedere se osservano i simili effetti.