Фізікі выявілі новы квантавы стан рэчыва

Лічылася, што гэта немагчыма.

Адкрыццё новага квантавага стану рэчыва можа спрыяць развіццю квантавых вылічэнняў, павышэнню эфектыўнасці электронікі, а таксама паляпшэнню метадаў зандавання і візуалізацыі. Даследаванне апублікавана ў часопісе Nature Physics, паведамляе ScienceAlert.

Новы квантавы стан, які называецца тапалагічная паўметалічная фаза, быў раней прадказаны. Тэарэтычна яно магло б з’явіцца пры вельмі нізкіх тэмпературах у матэрыяле, які складаецца з цэрыю, рутэнію і волава (CeRu4Sn6). Цяпер жа фізікі гэта пацвердзілі.

Пры надзвычай нізкіх тэмпературах CeRu4Sn6 дасягае квантавай крытычнасці, гэта значыць кропкі, у якой матэрыял знаходзіцца ў стане раўнавагі паміж зменамі сваёй фазы, калі ўмовы настолькі халодныя, што дамінуюць квантавыя флуктуацыі, фактычна ператвараючы матэрыял у лужыну хваль, а не ў туман часціц.

Нечаканы паварот у гэтым даследаванні ў тым, што квантавая крытычнасць можа прыводзіць да станаў, якія, як лічылася, вызначаюцца ўзаемадзеяннямі паміж часціцамі, напрыклад паводзінамі электронаў як дыскрэтных носьбітаў зараду.

Паводле слоў фізікаў, даследаванне паказвае, што магутныя квантавыя эфекты могуць аб’ядноўвацца, ствараючы нешта зусім новае, што можа дапамагчы сфарміраваць будучыню квантавай фізікі.

У фізіцы тапалогія адносіцца да геаметрыі матэрыяльных структур. Пэўныя тапалагічныя станы могуць ахоўваць уласцівасці часціц, у адрозненне ад таго, як суседнія часціцы могуць сутыкацца і парушаць паводзіны адна адной. Разуменне тапалагічных станаў звычайна патрабуе аб’яднання ўласцівасцяў у мапы часціц, чаго, як лічыцца, матэрыял не мае ва ўмовах квантавай крытычнасці.

І квантавая крытычнасць, і тапалогія карысныя ў матэрыялах з розных прычын. Іх спалучэнне можа прывесці да стварэння новага класа матэрыялаў з высокай адчувальнасцю да квантавых уздзеянняў і высокай стабільнасцю.

Калі фізікі астудзілі CeRu4Sn6 амаль да абсалютнага нуля і прыклалі электрычны зарад, яны назіралі з’яву, вядомую як эфект Холла, у электронах, якія нясуць ток праз матэрыял. Па сутнасці, ток згінаўся ўбок.

Паводле слоў навукоўцаў, гэта была яўная прыкмета тапалагічных эфектаў. Эфект Холла звычайна патрабуе магнітнага поля для адхілення электронаў, але ў дадзеным выпадку магнітнага поля не было. Замест гэтага шлях току фармаваўся нечым, уласцівым самому матэрыялу.

Фізікі выявілі, што там, дзе матэрыял быў найбольш нестабільны з пункту гледжання яго электронных структур, тапалагічны эфект быў наймацнейшы. Квантавыя крытычныя флуктуацыі фактычна стабілізавалі выяўленую фазу рэчыва.

Цяпер даследчыкі хочуць высветліць, ці можна выявіць гэты квантавы стан у іншых матэрыялах, каб устанавіць, наколькі ён распаўсюджаны.

Вы можаце падтрымаць сайт Charter97.org наступным чынам:

РАЗЛІКОВЫ МУЛЬТЫВАЛЮТНЫ РАХУНАК ДЛЯ АХВЯРАВАННЯЎ:

Назва банка: Bank Millennium S.A.
Адрас: ul. Stanislawa Zaryna, 2A, 02-593, Warszawa
IBAN: PL97116022020000000216711123
SWIFT: BIGBPLPW
Імя ўладальніка рахунку: Fundacja “KARTA ‘97”
рызначэнне аплаты: Darowizna na cele statutowe

Звязацца з намі можна праз адрас [email protected]