Физики запутали электроны в квантовый фрактал

Электроны внутри структуры ведут себя так, как будто они живут в дробном числе измерений

Фрактал, называемый треугольником Серпинского (справа), был сформирован в квантовой области (слева), показанной на изображении, указывающем плотность электронов на поверхности меди.

Физики создали странность, известную как квантовый фрактал, структура, которая могла бы выявить новые и странные типы поведения электрона.

Фракталы - это модели, которые повторяются на разных шкалах длины: увеличьте разрешение и структура выглядит так же, как и издалека. Они обычны в естественном мире. Например, стебель цветной капусты выглядит как миниатюрная версия полной головы. Удар молнии расщепляется на многие ветви, каждая из которых имеет ту же структуру, что и весь стержень.

Но в крошечном квантовом мире фракталы не так-то просто найти. Теперь ученые искусственно создали квантовый фрактал, разместив молекулы монооксида углерода на поверхности меди. Заключенные между молекулами, электроны в меди образуют фрактальную форму треугольников в треугольниках, называемых треугольником Серпинского, сообщают исследователи 12 ноября в Nature Physics. Полноценный треугольник Серпинского будет содержать бесконечное количество треугольников, поэтому исследователи создали приближение к этой форме, с достаточным количеством треугольников для повторяющейся структуры.

Электроны, населяющие фрактал, не живут в 3-D, как все остальные. Они также не существуют в плоском двумерном мире или одномерной линии. Вместо этого они занимают промежуточное, дробное число измерений. В этом случае ученые обнаружили, что электроны живут примерно в количестве измерений, ожидаемых для треугольника Серпинского.

Квантовые частицы имеют тенденцию действовать необычными способами, когда они ограничены одним или двумя измерениями. Ученые еще не знают, как электроны будут вести себя в дробных измерениях, говорит физик Кристиана Мораис Смит из Университета Утрехта в Нидерландах. "То, что может выйти из нашей работы, - это абсолютно неизведанная территория".

Источник