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:

Краски из природных кристаллов дают яркий цвет без токсичных пигментов 05.09.2026

Яркие цвета окружают человека повсюду - от лакокрасочных покрытий и тканей до косметики и декоративных материалов. Однако многие привычные красители постепенно разрушаются под воздействием солнечного света, из-за чего поверхность теряет первоначальную насыщенность. Кроме того, некоторые синтетические пигменты содержат токсичные соединения и тяжелые металлы. Исследователи Северо-Восточного университета предложили альтернативный подход, вдохновленный природой, где насыщенные и устойчивые цвета формируются не за счет химических красителей, а благодаря микроскопической структуре материала. Именно такой механизм отвечает за характерное сияние опалов, переливы павлиньих перьев и яркие оттенки крыльев некоторых бабочек. В данном случае цвет возникает не потому, что вещество поглощает определенные длины волн света, а благодаря взаимодействию света с особым расположением мельчайших кристаллов. Они преломляют и отражают свет, вызывая интерференционные эффекты, в результате чего формируются на ...>>

Адаптивный полупроводник программируется светом 05.09.2026

Традиционный подход к развизвитю электроники имеет естественные ограничения: уменьшение размеров элементов становится сложнее, а их характеристики после изготовления практически невозможно изменить. Исследователи инженерного факультета Принстонского университета предложили иной путь. Вместо дальнейшего миниатюризирования существующих компонентов они разработали сверхтонкий полупроводниковый материал, способный менять свои свойства под воздействием света. Новый материал имеет толщину всего в несколько молекул, но при этом обладает необычной способностью многократно перестраивать свои электрофизические характеристики. Обычные полупроводники, применяемые в компьютерах и бытовой электронике, в основном получают заданные свойства еще на этапе производства и затем реагируют на поступающие электрические сигналы. Разработка специалистов из Принстона ведет себя иначе: ее параметры можно изменять уже после изготовления устройства. Секрет такой адаптивности заключается в сочетании сверхтонк ...>>

Нанопокрытие может помочь сохранить воду в озерах и водохранилищах 04.09.2026

Испарение представляет собой одну из наиболее заметных причин потери запасов пресной воды, особенно в регионах с жарким и сухим климатом. По мере повышения температуры эта проблема становится еще более актуальной: вода из озер, дамб и искусственных водохранилищ быстрее переходит в атмосферу, сокращая объем ресурсов, доступных для населения, сельского хозяйства и промышленности. Один из возможных способов замедлить этот процесс предложил физик Даниэль Кваси Кпегло, недавно получивший степень PhD по физике. Разработанная им концепция предполагает использование очень тонкого плавучего покрытия из наноматериала. Предполагается, что такой слой будет располагаться непосредственно на поверхности воды и выполнять роль своеобразного защитного "одеяла". Его задача заключается в ограничении количества инфракрасного теплового излучения Солнца, достигающего поверхности водоема, благодаря чему вода должна нагреваться медленнее и испаряться в меньшем объеме. Проблема, которую пытается решить ис ...>>

Линейная оптика Vossloh-Schwabe с равномерным освещением без бликов 04.09.2026

Плоские светильники должны одновременно обеспечивать высокую яркость, равномерное освещение и компактные размеры. При этом одна из главных технических проблем заключается в необходимости распределить свет от множества светодиодов так, чтобы на поверхности не появлялись яркие пятна и участки с недостаточной освещенностью. Компания Vossloh-Schwabe предлагает решить эту задачу с помощью специальной линейной оптики, предназначенной для светодиодов SMD W2. Оптика 1R разработана таким образом, чтобы формировать однородную яркость без бликов и одновременно уменьшать необходимую высоту светильника. Ее конструкция позволяет эффективнее использовать световой поток светодиодов, что особенно важно при создании тонких плоских осветительных систем. Оптическая эффективность достигает 96%, поэтому большая часть излучения направляется на рабочую поверхность, а потери света остаются минимальными. Главная особенность 1R - широкая фотометрическая диаграмма в форме так называемого "крыла летучей мыши ...>>

Теплицы будущего: ранняя диагностика растений и роботизация производства 03.09.2026

Современная теплица постепенно превращается из обычного сооружения для выращивания растений в высокотехнологичную производственную систему. Камеры, сенсоры и роботизированные платформы позволяют получать значительно больше информации о состоянии культуры и использовать ее для принятия решений. Однако само наличие большого количества датчиков еще не гарантирует практической пользы: важно понимать, насколько точны их показания, удобно ли устанавливать оборудование и действительно ли собранные данные помогают производителю. Именно эти вопросы специалисты Harvestis в Хоогстратене, Бельгия, ранее известного как Proefcentrum Hoogstraten, изучали в ходе испытаний современных сенсорных технологий и роботизированных решений. Особое внимание исследователи уделили автоматическому сбору информации о растениях. На демонстрациях в теплицах были представлены системы IUNU и Hortiworld, причем IUNU Luna предназначена для постоянного мониторинга культуры, прогнозирования урожая и оценки качества выпо ...>>

Случайная новость из Архива Искусственный глаз размером с мушиный 23.05.2013 Ученые и инженеры из Политехнической школы Лозанны создали искусственный глаз, сравнимый по характеристикам с глазами насекомых, таких как плодовая муха. Изобретение открывает большие возможности для робототехники и медицины, где особенно востребованы высокоскоростные миниатюрные видеосенсоры. Инженерам впервые удалось преодолеть проблему точного выравнивания фоторецепторов и других оптических компонентов на изогнутой поверхности. Таким образом, благодаря использованию уложенной слоями микроэлектроники, удалось скопировать сложную структуру глаза насекомого, хотя и в больших в таких же габаритах. Глаза насекомых сильно отличаются от человеческих: у человека глаз состоит из одного "объектива-линзы", в то время, как у насекомых глаз состоит из множества крошечных объективов-линз. Конечно, у человеческого глаза выше разрешающая способность, но у глаза насекомых большее поле зрения, и боле быстрая реакция на движение. Инженерам необходимы такие видеосистемы, чтобы, например, роботы могли мгновенно обозревать большие пространства и молниеносно уклоняться от столкновения с препятствиями. Швейцарцы смогли создать прототип такого устройства и назвали его CurvACE. Крохотный электронный глаз весит всего 1,75 г и снимает с частотой 150 кадров. CurvACE способен работать в режиме высокой или низкой освещенности, потребляет менее 0,9 Вт и занимает объем всего 2.2 см3, что позволяет встраивать его даже в небольших роботов. Именно интеграция с роботами и будет следующим шагом ученых. Кроме робототехники, предполагается использовать для создания "умных" тканей, меняющих форму и обеспечивающих максимальный комфорт, а также для создания охранных систем и технологий распознавания текстур. В целом применений для CurvACE множество, например в военном деле они могут использоваться в головках самонаведения ракет и системах активной защиты, а в авиации - для систем предупреждения столкновений.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026