Электрон долгое время считался фундаментальной частицей, неделимой в принципе. Однако в 1980-е годы была предсказана, а в 1990-е продемонстрирована экспериментально возможность расщепить и его. Согласно выдвинутому в 1980-е годы предположению, высказанному советскими физиками (и уже, можно сказать, подтверждённому), электроны в одномерной цепочке атомов могут быть расщеплены на три квазичастицы – холон (носитель заряда), спинон (носитель спина) и орбитон.

“Эти квазичастицы способны двигаться с разными скоростями и даже в разных направлениях по материалу. Электроны атомов имеют эту возможность, поскольку, будучи заключёнными в материале, они ведут себя как волны, – говорит Йерун ван ден Бринк, сотрудник Института теоретической физики твёрдых сред в Дрездене. – В возбуждённом состоянии эта волна разделяется на несколько, каждая из которых оказывается носителем различных характеристик электрона; но они не способны существовать вне материала”.

В 1996 году электрон удалось “раздробить” на холон и спинон. Теперь команде ван ден Бринка удалось “расщепить” электрон на спинон и орбитон. Для этого физики обстреляли рентгеновским лучом одномерный образец купрата стронция, направив луч непосредственно на отдельный электрон. Вследствие этого электрон оказался переведён на более высокий энергетический уровень, в то время как луч потерял часть своей энергии. Исследователи подсчитали количество рассеянных рентгеновских фотонов и замерили их энергию и импульс, а затем сравнили с компьютерными моделями.

Выяснилось, что, когда фотоны теряли энергию в диапазоне 1,5 и 3,5 электронвольт, спектр луча в точности совпадал с моделью, предсказывающей возникновение орбитона и спинона, двигающихся по материалу в разных направлениях.

Следующим этапом ван ден Бринк считает “расщепление” электрона на все три составляющие – холон, спинон и орбитон.

Дальнейшие исследования орбитонов, как считают авторы исследования, позволят, во-первых, лучше понять феномен сверхпроводимости, а также посодействовать созданию квантовых компьютеров.