雷竞技-轨道角动量单极子证实存在—新闻—科学网

科技日报北京9月27日电（记者张梦然）轨道角动量（OAM）单极子今朝是理论物理学研究的重点，由于它为新兴的轨道电子学带来庞大的现实优势。比来，科学家连系理论阐发与瑞士光源（SLS）的尝试工作，证实了这些单极子的存在。该发现27日颁发在《天然 物理学》杂志上。

轨道电子学是一种比传统电子学加倍节能的手艺，其要害是OAM。此刻，由瑞士保罗谢尔研究所和德国马克斯 普朗克研究所带领的一个国际团队已证实，手性拓扑半金属具有生成OAM电流的抱负特征。这类材料具有螺旋布局，自然地付与了材料OAM的特定模式或纹理，使其可以或许活动。而一种非凡的OAM组织——OAM单极子，在这些材猜中特殊惹人注视。在这个单极子中，OAM从中间点向周围辐射，近似在一只蜷缩成球的刺猬。

OAM单极子之所以吸惹人，是由于它的OAM在所有标的目的上都是平均散布的，意味着信息流可在任何标的目的上发生。为了不雅察到单极子，团队采取了圆二色性角分辩光发射光谱（CD-ARPES）手艺。可是，以往因为理论猜测与尝试成果之间的差距，人们难以正确注释数据。

为此，团队利用SLS敌手性拓扑半金属进行测试，并经由过程严酷的理论查验每个假定，进而采纳了一个额外的要害步调——改变光子的能量。颠末注意的数据阐发，他们发现CD-ARPES旌旗灯号其实不直接与OAM成正比，而是跟着光子能量的转变而转变。如许，他们成功弥合了理论与尝试间的鸿沟，并确认了OAM单极子的存在。

另外，团队还展现了OAM单极子的极性可以经由过程利用具有相反手性的晶体来翻转，这意味着OAM的标的目的可以节制。这对将来设计分歧标的目的特征的轨道电子学器件来讲很是有价值。

传统的电子手艺依靠在电子的电荷来传输信息，但将来更环保的手艺可能会操纵电子的其他属性，好比自旋或OAM。后者的假想是利用电子绕原子核扭转时发生的OAM作为信息载体，这就带来了轨道电子学。此刻，凭仗本文的研究，轨道电子学对将来存储装备的庞大潜力得以表现。它可以用相对很小的电流，就发生很年夜的磁化强度，给人们带来更节能高效的电子装配。

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