Onderzoek naar elektronen in 1,58 dimensies

Onderzoek & Wetenschap 13/11/2018 13:24:45

Het is bekend dat elektronen zich heel anders gedragen in drie dimensies (kubus), twee dimensies (vlak) of één dimensie (draad), maar wat gebeurt er als elektronen in 1,58 dimensies leven?

Lees hieronder verder   
Verwant

Odysseusprogramma brengt 13 toponderzoekers naar Vlaanderen

VUB steekt 2,6 miljoen euro extra in wetenschappelijk onderzoek

STEREO III-project MUZUBI: vulkaanrisico bepalen met interferometrie

Onderzoek: dunne plastics synchroniseren hun schommeling

Nieuw mondiaal dataplatform koppelt genetische en metabole data

Vlaanderen investeert jaarlijks vijf miljoen euro in Open Science

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

The future of smart manufacturing with IIOT

Virtueel online event

donderdag 15 april 2021

Smart Electrical Grid & Heat Grid Buildings

Live Webinar

van 21/04/2021 tot 28/04/2021

CE-machinerichtlijn 2006-42-EG

Online cursus IE-net

van 27/04/2021 tot 6/05/2021

EPLAN Virtual Fair

Online

van 28/04/2021 tot 29/04/2021

Grand Paris Express

Live Webinar

dinsdag 4 mei 2021

Sensor+Test 2021

Online event

van 4/05/2021 tot 6/05/2021

Keuze van de redactie

(8/4) Eerste groene waterstoffabrieken North Sea Port in ontwerpfase

(7/4) Hugo Thienpont: ”Over fotonica en jong bloed” - topingenieur

(7/4) Elektronenmicroscopie maakt 20 keer snellere beeldvorming mogelijk

(6/4) UHasselt legt laatste hand aan diamantgebaseerde kwantummagnetometer

(1/4) Batterij krijgt hoge actieradius en snelle oplaadtijd

(31/3) Odysseusprogramma brengt 13 toponderzoekers naar Vlaanderen

>> Meer blikvangers

ENGINEERINGNET.BE - Niet-gehele dimensies, zoals 1,58, vind je in fractals, zoals je longen. Een fractal is een bijzonder soort structuur: als je inzoomt, zie je dezelfde structuur opnieuw. Een klein stukje Romanesco-broccoli ziet er bijvoorbeeld net zo uit als de hele stronk broccoli.

In elektronica worden fractals veel gebruikt in antennes, omdat ze signalen in een groot frequentiebereik kunnen verzenden en ontvangen.

Een relatief nieuwe onderzoeksrichting op het gebied van fractals is het quantumgedrag dat optreedt als je helemaal inzoomt tot op de schaal van elektronen.

Met behulp van een quantumsimulator slaagden natuurkundigen Sander Kempkes en Marlou Slot van de Universiteit Utrecht erin om zo’n fractal van elektronen te bouwen.

De onderzoekers maakten een soort ‘muffinvorm’ door koolmonoxidemoleculen in de juiste vorm op een koperen achtergrond te plaatsen met een scanning tunneling-microscoop. De resulterende Sierpiński-driehoek heeft een fractale dimensie van 1,58.

Zij observeerden dat de elektronen in de driehoek zich daadwerkelijk gedragen alsof ze in 1,58 dimensies leven. De resultaten van het onderzoek laten zien hoe bindende en niet-bindende Sierpińksi-driehoeken verschillen in energie, wat kansen oplevert voor het doorgeven van stroom door deze fractale structuren.

In de bindende driehoek zijn de elektronen met elkaar verbonden, waardoor ze makkelijk van plek veranderen (veel geleiding). In de niet-bindende driehoek zijn de elektronen niet verbonden en kunnen ze alleen een andere plek bereiken door te ‘springen’ (weinig geleiding).

Door de dimensie van de elektronische golffunctie te berekenen, konden de onderzoekers waarnemen dat de elektronen zelf beperkt zijn tot deze dimensie en dat de golffuncties deze fractionele dimensie erven.

Het onderzoek roept allerlei nieuwe vragen op, zoals wat het betekent voor elektronen om te leven in niet-gehele dimensies. Fractals hebben al veel toepassingen, dus verdere resultaten kunnen een grote impact hebben op onderzoek op de quantumschaal. << (Lydia Heida) (Illustratie: Kempkes et al., Nature Physics, 2018)

Op de figuur
Elektronen in bindende (l.) en niet-bindende (r.) Sierpiński-driehoeken; scale bar 2nm.

Reageren
Abonneer op onze nieuwsbrief

Mis ook dit niet...

Overmacht en corona - column

Ondernemers worden tijdens de pandemie steeds meer geconfronteerd met leveranciers die ‘overmacht’ inroepen. Hierdoor zouden contracten dan toch niet moeten uitgevoerd worden, of toch wel?

UHasselt legt laatste hand aan diamantgebaseerde kwantummagnetometer

Deze kwantummagnetometer van het UHasselt-studententeam OSCAR-QUBE krijgt een plaats in het ISS. Op de kubus rondom het toestel prijkt een kunstwerk van UHasselt-studente Daphne Box.

Nieuw decentraal aandrijfsysteem ontworpen voor transportbandtoepassingen

Met de Sinamics G115D presenteert Siemens een nieuw, compact en krachtig aandrijfsysteem, dat specifiek ontworpen werd voor horizontale transport­band­toepas­singen.

Belgische milieuprestaties krijgen compliment van OESO

De OESO doet in haar rapport Environmental Performance Review voor België aanbevelingen voor het afval-, materialen- en bodembeheer, en de transitie naar een circulaire economie.

SusPhos proces leidt uiteindelijk naar volledige circulariteit

Onderzoekers van de UvA hebben een belangrijke stap gezet op weg naar volledige circulariteit van fosfaat­recycling volgens het SusPhos proces, waarbij ook magnesium is terug te winnen.

Elektrische wagens met grote autonomie - artikel

Engineeringbedrijf Exypnos uit Kruibeke ontwikkelt kant-en-klare industriële installaties op maat voor de framing en verlijming van componenten met gegoten polyurethaan.

Tracering aardbeien Coöperatie Hoogstraten met visie en RFID

Coöperatie Hoogstraten hecht veel belang aan de traceerbaarheid van haar aardbeien doorheen de keten, maar met een 200-tal telers is dit proces logistiek gezien niet eenvoudig te realiseren.

Privacy-vriendelijke data-analyse technologieën in ontwikkeling

TNO roept overheidspartijen, bedrijven, commerciële technologiepartijen en kennisinstellingen op om gezamenlijk hiervoor Multi-Party Computation en Federated Learning in te zetten.

ABB breidt YuMi-cobotportfolio uit

ABB heeft haar portfolio van collaboratieve robots (cobots) uitgebreid met twee nieuwe cobotfamilies: GoFa en SWIFTI met een intuïtief ontwerp. Als aanvulling YuMi en Single Arm YuMi bieden de nieuwe cobots een hogere payload en hogere snelheden. ABB speelt met deze toename in kracht en snelheid in op vragen vanuit de markt. >>

Partners