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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Спутниковый интернет для Африки 10.10.2015 Летом этого года стало известно, что компания Facebook строит свой собственный беспилотник с размахом крыла как у самолета Boeing 737. БПЛА будет использоваться в удаленных уголках планеты для того, чтобы жители Амазонии и африканских пустынь имели возможность поставить "Like" на очередную кошечку, выставленную на другом краю света. Дрон рассчитан на 90-дневный беспосадочный полет на высоте 30 000 м и передачу информации с помощью лазера со скоростью 10 гигабит в секунду. Как выяснилось, это была только разминка. Теперь глава компании Facebook Марк Цукерберг (Mark Zuсkerberg) заявил, что на будущий год компания запустит спутник для того, чтобы достичь удаленные уголки Африки. Для тех, у кого возник вопрос, почему Африка, Цукерберг пояснил: "Мы продолжим работу на тем, чтобы соединить весь мир - даже если для этого потребуется выйти за пределы нашей планеты". Спутник будет эксплуатироваться совместно с французской компанией Eutelsat. Она располагает 34 геостационарными спутниками, которые обеспечивают охват двух третей населения земного шара, и является ведущим в Европе и третьим в мире оператором спутниковой связи, обслуживающим свыше 5800 телеканалов и 1250 радиостанций. Оператором совместного спутника под названием AMOS-6 станет израильская фирма Spacecom, спутники для которой строит государственная корпорация Israel Aerospace Industries. AMOS-6 предназначен для вещания в сантиметровом Ku-диапазоне от 12 до 18 ГГц и сантиметровом и миллиметровом Ka-диапазоне от 26,5 до 40 ГГц.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026