En ny kraft, djupt nere bland materians minsta beståndsdelar, har upptäckts av forskare vid Umeå universitet.
Elektroner är en av byggstenarna i atomer. När de befinner sig i det mycket kompakta och kalla tillstånd som råder kring neutronstjärnor, det tätaste tillstånd som finns i universum efter svarta hål, snurrar de på ett speciellt sätt, kallat spinn.
Spinn är en egenskap hos flera av de allra minsta partiklar som fysiken känner till, men hos elektroner kring neutronstjärnor är spinnet speciellt. Det påminner om ett så kallat Möbiusband (se illustration) som är vridet ett halvt varv och hopsatt i ändarna. När något roterar längs det måste det färdas två varv för att komma tillbaka till ursprungsläget.
Elektronerna har väldigt tydliga magnetiska poler, vilket orsakar den speciella spinn som ger upphov till de nya krafterna, än så länge bara kallade spinnkrafter.
Professor Mattias Marklund och hans forskarlag på institutionen för fysik vid Umeå universitet hävdar att de har upptäckt ett helt nytt fenomen.
– Spinnkrafterna påminner om det tryck som finns i gaser, säger Mattias Marklund.
Möbiusbandet har bara en sida och det kräver två varvs rotation för att återkomma till startplatsen. (Illustration: Umeå universitet)
I ett pressmeddelande förklaras upptäckten av elektronernas ”snurriga” egenskap så här: ”Beräkningar som Umeåfysikerna gjort visar att energi i närheten av neutronstjärnor transporteras mellan de magnetiska polerna på ett tidigare okänt sätt. Krafterna kan också uppstå i nanosystem. Precis hur dessa olika system påverkas av de nya upptäckterna är för tidigt att säga, men fortsatta studier pågår”. Upptäckten har presenterats i tidskriften Physical Review Letters.
Mattias Marklund säger till Epoch Times att spinnkraften kan komma till användning för drift av nanoelektromaskiner, alltså mycket små robotar. Nanoteknik befinner sig på en skala som är onåbar för såväl det mänskliga ögat som mikroskop. En nanometer motsvarar en miljarddels meter.
– Sådana robotar finns framtagna i labb men ännu inte för tillämpning, säger Mattias Marklund.
Tillsammans men en annan forskargrupp har han även upptäckt hur vissa ljusfrekvenser filtreras bort i magnetfältet kring neutronstjärnor på ett sätt som påminner om polaroidglasögon. Detta förutsätter att vakuum, som den moderna fysikteorin anger, inte enbart är tomrum, utan att det har sina speciella egenskaper. Mattias Marklund förväntar sig att de båda upptäckterna kombineras och kan ”öppna för en mängd intressanta problemställningar, både inom grundläggande och tillämpad forskning”.
