Разделение заряда можно наблюдать при разнесении обкладок конденсаторов

Разделение спина и заряда ( англ. Spin-charge separation ) — явление, наблюдаемое в квазиодномерных системах, в частности в углеродных нанотрубках . Суть этого явления в том, что из-за большого (по сравнению с их кинетической энергией ) взаимодействия между электронами в подобных системах, удобными квазичастицами оказываются не электроны (имеющие спин 1/2 и подчиняющиеся статистике Ферми — Дирака ), как в металлах, а своеобразные квазичастицы со спином 0 и 1 холоны и спиноны, подчиняющиеся статистике Бозе — Эйнштейна . Холон переносит только заряд и не переносит спин, в то время как спинон переносит только спин, и не переносит заряд.

Достаточно наглядно можно пояснить ситуацию в одном из предельных случаев. Допустим, взаимодействие между электронами настолько сильно, что они сконденсировались в вигнеровский кристалл . В таком случае, в вигнеровском кристалле, как и в любом другом кристалле, могут существовать фононы , коллективные колебания электронов в узлах решётки. Эти колебания будут сопровождаться переносом заряда. Это и есть холоны. С другой стороны, электроны в цепочке обладают спином, между ними существует некоторое спин-спиновое взаимодействие. Если мы перевернём один из спинов, по цепочке побежит спиновое возмущение, совершенно не сопровождающееся переносом заряда. Это и есть спинон.

Кроме спинонов и холонов, обнаружены орбитоны — квазичастицы, определяющие орбитальное положение электрона .

Также возникновение спинонов обнаружено в других диэлектриках при поглощении электромагнитных волн .

Примечания

Литература

• A.O. Gogolin, A.A. Nersesyan, A.M. Tsvelik Bosonization and Strongly Correlated Systems (Cambridge University Press, 1998)
• Y. Jompol, C.J.B. Ford, et al. Probing Spin-Charge Separation in a Tomonaga-Luttinger Liquid
• , «Компьюлента», 31 июля 2009 года.

См. также

• Магноны (до некоторой степени аналог спинонов)
• Модель Хаббарда (модель, точно решаемая методом , в которой появляется разделение спина и заряда)