Ученые из Базельского университета впервые определили форму волновой функции электрона.
Современные взгляды на электрон подразумевают, что он проявляет свойства как частицы, так и волны. В связи с этим, сложно определить его конкретную форму, поскольку в атоме он распределяется по всей орбите, окружающей ядро.
Но ученые из Базельского университета смогли «увидеть» форму этой частицы, для этого они использовали квантовые точки. Это наночастицы, которые состоят из полупроводников. Они настолько малы, что внутри них возможно наблюдать различные квантовые эффекты. Кроме того, квантовые точки способны люминесцировать разными цветами в зависимости от материала, из которого они сделаны. Эти наноматериалы используются, например, в экранах QLED-телевизоров.
Квантовые точки характеризуются уникальными свойствами, в частности, способностью удерживать частицы, такие как электроны. Используя эту особенность, исследователи из Базельского университета зафиксировали электроны внутри квантовых точек и проанализировали их поведение под воздействием различных магнитных полей.
В результате проведенных исследований ученым впервые удалось определить форму волновой функции электрона в квантовой точке, размер которой составляет менее нанометра. Эта функция демонстрирует реальное состояние частицы. Помимо этого, исследователи изучили влияние внешнего поля на волновую функцию электрона и установили, что точная настройка этого поля позволяет изменять траекторию движения и даже структуру частицы.
Это представляет собой значительный вклад в будущие исследования и разработки. Полученные данные могут оказаться полезными при изучении квантовой запутанности, которая реализуется лишь при параллельной ориентации волновых функций двух электронов. Управление волновой функцией электрона позволит нам в некоторой степени контролировать квантовые явления.