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News: Spin und Ladung auf getrennten Wegen

Der Spin und die Ladung eines Elektrons können getrennte Wege gehen. Der experimentelle Nachweis dieses theoretisch bereits vorausgesagten Phänomens gelang nun Physikern der Universitäten Köln und Stuttgart bei Untersuchungen an so genannten eindimensionalen Leiterbahnen. Dabei handelt es sich um elektrisch leitfähige Molekülketten, die so dünn sind, dass sich Elektronen nur entlang einer Richtung ungehindert bewegen können.

Michael Dumm von der Universität Stuttgart zeigte, dass die magnetischen Eigenschaften dieser Molekülketten sehr ähnlich sind, auch wenn ihre elektrischen Eigenschaften sich stark unterscheiden. Da die magnetischen Eigenschaften an den Spin gekoppelt sind, deutet dies schon auf eine Trennung von Spin und Ladung hin. Forscher um Axel Freimuth an der Universität Köln stellten außerdem fest, dass sich auch die Wärmeleitfähigkeit von diesen Systemen im Wesentlichen gleich verhält – egal, ob die Kristalle gute oder schlechte elektrische Leiter sind. Grund dafür ist der Wärmetransport durch magnetische Anregungen. Nach Meinung der Forscher lässt sich daraus schließen, dass der Spin sich unabhängig von der Ladung der Elektronen bewegt.

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  • Quellen
Universität Stuttgart
Nature 418: 614–617 (2002)

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