Ток ведет себя как жидкость

14.07.2022

Исследователи из Массачусетского технологического института смогли экспериментально подтвердить квантовый эффект, предсказанный ранее теоретической физикой. Он превращает электрический ток в движение волн, а не частиц. В основе эксперимента лежит изучение свойств материала под названием дителлурид вольфрама, отличающийся высокой чистотой.

Движение в виде волн характерно для жидкости, где большие молекулы подталкивают друг друга и могут создавать разные завихрения независимо от направления основного потока. Однако электроны слишком малы и потому более подвержены воздействию окружающего пространства, чем друг друга.

В теории электрический ток может уподобиться жидкости только в идеальных условиях, вроде температуры абсолютного нуля и материалов абсолютной чистоты. Это очень привлекательная цель для инженеров, поскольку открывает новый путь к созданию сверхпроводников. Исследовательская группа Массачусетского технологического института сумела построить упрощенную модель, на которой в обычных условиях можно наблюдать некоторые эффекты превращения тока в жидкость.

Команда выгравировала на пластине из этого материала узкий канал для движения электронов, по сторонам которого были сделаны две ловушки круглой формы.

В аналогичной конструкции из золота, очень хорошего проводника, электроны текли по каналу в одном направлении, и даже попав в ловушку, продолжали движение в ту же сторону. А в устройстве из дителлурида вольфрама электроны в ловушках начинали закручиваться и изменять направление своего движения.

Ученые объясняют, что это были именно те предсказанные ранее "электронные завихрения", в которых наблюдаются эффекты поведения жидкости, а не потока частиц. А это значит, что теперь ученые могут научиться управлять электрическим током совершенно новым способом, открывая путь к новым технологиям.

<< Назад: ИИ для быстрого поиска лекарств 14.07.2022

>> Вперед: Рубашка, увеличивающая силу 13.07.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Роботизированная нить для лечения почек 24.08.2025 Проблема образования камней в почках давно считается одной из самых сложных в урологии. Эти плотные отложения минеральных солей не только вызывают сильную боль, но и нередко требуют хирургического вмешательства, поскольку традиционные препараты действуют слишком медленно или вовсе не помогают. Особенно тяжело приходится пациентам, у которых камни образуются регулярно: медикаментозная терапия в таких случаях малоэффективна и зачастую лишь откладывает необходимость операции. На этом фоне исследователи ищут новые методы лечения, которые могли бы сочетать безопасность, минимальную инвазивность и высокую результативность. Одним из таких решений стала разработка команды под руководством доктора Вероники Магданц из Университета Ватерлоо в Канаде. Ученые создали устройство в форме миниатюрной нити размером всего 1х1х12 миллиметров. Ее структура сочетает гидрогель и эластомер, а внутренняя поверхность пропитана ферментом уреазой. На одном из концов закреплен крошечный магнит, который позволяет управлять движением устройства снаружи организма. Нить предполагается вводить через катетер в мочевой пузырь, после чего врач сможет отслеживать ее местоположение с помощью ультразвука. Управление осуществляется внешним манипулятором с вращающимся магнитом, что заставляет нить колебаться и двигаться вдоль мочевыводящих путей. Благодаря этому она постепенно продвигается вперед, мягко отталкиваясь от стенок, пока не достигнет камня. Когда устройство добирается до цели, его можно зафиксировать на несколько дней, используя внешний магнитный пластырь, наклеенный на кожу пациента. В течение этого времени нить выделяет уреазу, изменяя химический состав мочи вокруг себя. Повышение pH с обычного уровня около 6 до 7 снижает кислотность, что ускоряет растворение камня. В результате образование постепенно разрушается и может быть выведено из организма естественным путем. Испытания на 3D-печатных моделях мочевыводящих путей человека показали многообещающие результаты. В искусственной среде, имитирующей мочу, вес камней уменьшался в среднем на 30 процентов, а изменение кислотности сохранялось до трех месяцев. Это открывает перспективу для более длительного и стабильного терапевтического эффекта без необходимости постоянного вмешательства. "Наша цель - предложить пациентам реальную альтернативу существующим методам лечения. Если удастся ускорить процесс растворения камней, это снизит боль и позволит людям быстрее вернуться к нормальной жизни", - объясняет доктор Вероника Магданц. Разработчики отмечают, что их изобретение еще только проходит начальные стадии проверки. Следующим этапом станет тестирование технологии на крупных животных, после чего можно будет говорить о клинических испытаниях на людях. Однако уже сегодня проект вызывает интерес у специалистов, поскольку объединяет сразу несколько преимуществ: простоту применения, минимальные риски и возможность избежать операций.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025