Μπορούν τα ηλεκτρόνια να χωριστούν σε μικρότερα τμήματα;Από το American Institute of Physics (AIP) 7-Σεπτεμβρίου-2000 |
Χιλιάδες επί χιλιάδων πειράματα φυσικής έδειξαν ότι το ηλεκτρόνιο δεν είναι παρά ένα αδιαίρετο σωματίδιο. Παρόλα αυτά ο φυσικός Humphrey Maris στο Brown University και στην Ecole Normal Superieure προτείνει ότι ένας διαχωρισμός του ηλεκτρονίου σε δύο ή περισσότερα κομμάτια θα μπορούσε να εξηγήσει καλύτερα δεκάδες από αινιγματικά αποτελέσματα σε πειράματα που έγιναν με υγρό ήλιο. Σ’ αυτά τα πειράματα που έγιναν κυρίως τις δεκαετίες του 60 και 70 αναδείχθηκε το εξής φαινόμενο: Όταν ριφθεί ένα ηλεκτρόνιο σε υγρό ήλιο σχηματίζεται γύρω του μια μικροσκοπική φυσαλίδα ( περίπου 40 Angstroms). Ρίχνοντας φως πάνω σε τέτοιες φυσαλίδες οι ερευνητές περίμεναν ότι το ηλεκτρόνιο θα διέφευγε έξω από το ήλιο. Όχι μόνο όμως δεν κατάφεραν να παρατηρήσουν τέτοια ελεύθερα ηλεκτρόνια αλλά παρατήρησαν το σχηματισμό φορτισμένων σωματιδίων που δεν μπόρεσαν ποτέ να ξεκαθαρίσουν την ταυτότητά τους. Τώρα ο Maris προτείνει μια
ριζοσπαστική εξήγηση: Το φως προκαλεί μια
διάσπαση του ηλεκτρονίου σε δύο ή περισσότερα
μέρη, τα οποία ονομάζει “ηλεκτρίνα”. Φορτισμένα σωματίδια που φέρουν κλασματικό φορτίο έχουν παρατηρηθεί και στο παρελθόν αλλά πρόκειται για “ψευδοσωματίδια” που προκύπτουν από τη συλλογική δράση πολλών φορτισμένων σωματιδίων. Τέτοια ψευδοσωματίδια είναι πχ οι λεγόμενες “οπές” οι οποίες είναι συλλογικές διεγέρσεις των ηλεκτρονίων ενός κόκκου πυριτίου ως σύνολο. Το χαρακτηριστικό των ψευδοσωματιδίων είναι όμως πως δεν μπορούν να υπάρξουν έξω από το κρυσταλλικό πλέγμα μέσα στο οποίο δημιουργήθηκαν και κινούνται. Ένα άλλο παράδειγμα συλλογικής
συμπεριφοράς ηλεκτρονίων συναντάμε στο κβαντικό
φαινόμενο Hall. Κατά το φαινόμενο αυτό σε συνθήκες
χαμηλών θερμοκρασιών και ισχυρών μαγνητικών
πεδίων, τα ηλεκτρόνια που βρίσκονται στο όριο
μεταξύ δύο ημιαγωγών συμπεριφέρονται ως ένα
δισδιάστατο ηλεκτρονικό υγρό που έχει διακριτές
ενεργειακές στάθμες και η ηλεκτρική αντίστασή
του εμφανίζεται κβαντισμένη.
Γιατί το φαινόμενο αυτό
συμβαίνει στο υγρό ήλιο και όχι και σε άλλα
συστήματα; Παρόλα αυτά άλλοι φυσικοί επιμένουν ότι πριν δεχτούμε τη θεωρία του Maris πρέπει προηγούμενα να αποκλείσουμε το γεγονός ότι τα απροσδιόριστα φορτισμένα σωματίδια που ανιχνεύουμε δεν είναι παρά κάποια ιόντα που σχηματίζονται. |