Festkörperphysik : Elektronen mit multipler Persönlichkeit

Separationsbestrebungen im Festkörper: Elementarteilchen zerfallen nach einer Anregung in je zwei neue Quasiteilchen - ein Spinon und ein Orbiton.
Ladung, Spin und Bahndrehimpuls - das sind drei fundamentale Eigenschaften, die allen Elektronen zu eigen sind. Durch den Spin oder Eigendrehimpuls werden die Teilchen zu winzigen atomaren Magneten, die den Magnetismus in den Materialien hervorrufen. Gleichzeitig schwirren die Elektronen in „Orbitalen“ um den Atomkern, was ihnen einen charakteristischen Bahndrehimpuls oder ein orbitales Moment verleiht. Ob in Atomen oder Festkörpern, die drei Eigenschaften bilden für ein Elektron normalerweise ein untrennbares Dreigestirn - so sollte man meinen. Doch vor einigen Jahren haben Wissenschaftler eine erstaunliche Entdeckung gemacht: Unter bestimmten Bedingungen lassen sich Spin und Ladung eines Elektrons voneinander trennen. Aus einem einzelnen Elektron werden dadurch gewissermaßen zwei Teilchen, von denen das eine die Ladung, das andere den Spin trägt. Jetzt ist deutschen und Schweizer Forschern ein ähnliches, aber weitaus schwierigeres Experiment gelungen. Sie haben den Spin und den Bahndrehimpuls eines Elektrons voneinander separiert.





