Ученые обнаружили новое состояние материи, проявляющееся в двумерных материалах - «Наука и технологии» » Экономические новости.
Экономические новости. » Экономические новости » Технологии » Ученые обнаружили новое состояние материи, проявляющееся в двумерных материалах - «Наука и технологии»
Ученые обнаружили новое состояние материи, проявляющееся в двумерных материалах - «Наука и технологии»
Международная группа исследователей, в состав которой входили исследователи из Кембриджского университета, обнаружила доказательства существования необычного и загадочного состояния материи, проявляющегося в материале одноатомной толщины. Это состояние, известное под названием квантовой спиновой
Квантовое состояние материи

Международная группа исследователей, в состав которой входили исследователи из Кембриджского университета, обнаружила доказательства существования необычного и загадочного состояния материи, проявляющегося в материале одноатомной толщины. Это состояние, известное под названием квантовой спиновой жидкости, было предсказано в теории в 1973 году, а первые проявления материи, находящейся в этом состоянии внутри обычных неплоских материалов были получены экспериментальным путем в 2012 году. Появление квантовой спиновой жидкости обуславливается "жидким" поведением спинов (моментов вращения) частиц, и ученые считают, что в материи, находящееся в таком состоянии, электроны, считавшиеся ранее неделимыми частицами, расщепляются на меньшие части.

Исследовательская группа использовала двухмерный материал, структура которого напоминает структуру графена. И, при помощи некоторых уловок, в этом материале были зарегистрированы четкие подписи присутствия так называемых майорановских фермионов. Результаты этого эксперимента, объединенные с некоторыми основными квантовыми теориями, указывают на присутствие квантовой спиновой жидкости, соответствующей теоретической модели Китаева.

В среде обычного магнитного материала электроны ведут себя подобно крошечным магнитам. Когда такие материала охлаждаются до температур, близких к абсолютному нулю, направления всех "электронных магнитов" упорядочиваются и указывают в одном направлении. В материале, содержащем квантовую спиновую жидкость, даже при охлаждении, направления магнитных моментов не выравниваются и это обуславливается влиянием квантовых колебаний.

В экспериментах, которые проводились при участии ученых из Национальной лаборатории Ок-Ридж, ученые использовали технологии рассеивания нейтронов для получения данных о фракционализации электронов в двухмерных кристаллах хлорида рутения (RuCl3). Этот метод заключается в исследовании магнитных свойств кристаллов путем их "освещения" потоком нейтронов и регистрации ряби, подобной интерференционной ряби, которую создают на поверхности датчика отклонившиеся от своего пути нейтроны.

Обычный магнитный материал оставил бы на поверхности датчика маленькое пятно от нейтронов с четкими границами. Однако, наличие квантовой спиновой жидкости и майорановских фермионов в материале приводит к рассеиванию нейтронного луча. Именно это зарегистрировали ученые и полученные ими результаты отлично вписываются в существующие теоретические модели, что можно считать достаточно убедительным доказательство факта существования квантовой спиновой жидкости в двумерных материалах.

Наблюдение весьма интригующего явления раскола электронов, называемого фракционализацией, в реальном двумерном материале может стать основой для технологий генерации и практического использования майорановских фермионов. Эти квазичастицы, состоящие из "обломков" электронов в данном случае, могут стать основой квантовых компьютеров, квантовых коммуникационных устройств и других технологий, которые невозможно реализовать другими путями.

"Это является важным шагом к пониманию нами природы квантовой материи" - пишут исследователи, - "И наблюдение за материей, находящейся в новом квантовом состоянии - это не просто забава, это дает нам в руки массу возможностей и массу новых технологий".

{full-story limit="10000"}
Ctrl
Enter
Заметили ошЫбку?
Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Мы в
Комментарии
Минимальная длина комментария - 50 знаков. комментарии модерируются
Комментариев еще нет. Вы можете стать первым!
Комментарии для сайта Cackle
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


       
Экономические новости
Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика