Электричество ведет себя как вода

20.11.2022

Исследователи из Массачусетского технологического института впервые наблюдали "электронные водовороты". Странное поведение возникает, когда электричество течет в виде жидкости, что может сделать электронику более эффективной. Как и вода, электричество состоит из дискретных частиц, так что можно ожидать, что они обе текут одинаково. Но в то время как молекулы воды достаточно велики, чтобы толкать друг друга и течь вместе, электроны намного меньше, то есть на них больше влияет окружение, чем друг на друга.

Однако было предусмотрено, что при идеальных условиях - при температурах, близких к абсолютному нулю, и в чистых, бездефектных материалах - квантовые эффекты должны взять на себя контроль над их движением и разрешить им течь в виде электронной жидкости с вязкостью меда. Если бы ученые смогли это использовать, это могло бы создать более эффективные электронные устройства, где электричество течет с меньшим сопротивлением.

В новом исследовании команда Массачусетского технологического института наблюдала четкие признаки электронной жидкости - водовороты. Это обычные структуры в потоках жидкости, но не то что обычно могут производить электроны, и поэтому их никогда раньше не наблюдали. Исследователи заметили электронные водовороты в кристаллах дителлурида вольфрама.

Команда вытравила узкий канал с круглой камерой по обе стороны, затем пропустила через него ток и измерила поток электронов. В стандартных материалах, таких как золото, электроны всегда будут двигаться в том же общем направлении, даже если они распространятся в камеры, а затем возвращаются в центральный канал. Но в дителуриде вольфрама электроны вращались через круглые камеры, меняя направление и создавая водовороты.

"Теоретически электронные вихри предсказуемы, но прямых доказательств не было, а увидеть - значит поверить", - сказал Левитов. "Теперь мы это увидели, и это четкий признак пребывания в новом режиме, где электроны ведут себя как жидкость, а не как отдельные частицы". Команда говорит, что подтверждение давних прогнозов может помочь ученым разработать более эффективную электронику.

<< Назад: Сверхнизкие звуки заставляют людей танцевать 21.11.2022

>> Вперед: Сладкое делает муравьев более веселыми 20.11.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Кишечные бактерии влияют на мозг и настроение людей 11.07.2016 Американские ученые из Северо-восточного университета Бостона выявили в кишечнике человека бактерии, использующие выделяемые мозгом вещества. Недавно открытый вид кишечных бактерий KLE1738 постоянно нуждается в молекулах гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), подавляющей возбуждение центральной нервной системы человека и других млекопитающих и оказывающей успокаивающее действие. Аномально низкий уровень ГАМК в организме может вызвать депрессии и аффективные расстройства. Исследователи убеждены, что обнаружили первое доказательство влияния микрофлоры кишечника на мозг и настроение человека. Продолжая свои исследования, ученые надеются обнаружить другие кишечные микробы, потребляющие или вырабатывающие ГАМК, чтобы использовать их при разработке новых антидепрессантов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025