Разработан революционный квантовый суперметалл

10.06.2025

Современная наука стоит на пороге новой технологической революции, связанной с разработкой материалов, способных проводить ток без потерь энергии. Такие свойства особенно важны в условиях стремительно растущей потребности в энергоэффективных решениях - от квантовых вычислений до инфраструктуры центров обработки данных. Именно в этом контексте следует рассматривать прорыв, достигнутый физиками из Университета Райса (США), которые представили уникальный квантовый материал с особыми электронными характеристиками.

Исследователи работали с дисульфидом тантала, слоистым кристаллом, известным в науке под обозначением TaS2. Добавив в его структуру небольшое количество индия, ученые добились нарушения симметрии материала, что стало ключом к проявлению его топологических и сверхпроводящих свойств. Именно этот шаг позволил превратить TaS2 в так называемый узловой металл Крамерса - редкий квантовый объект, в котором электроны с разными спинами движутся по отдельным, но переплетенным траекториям в импульсном пространстве.

Главной особенностью этого состояния являются так называемые узловые линии - энергетические зоны, где электроны с противоположными характеристиками сходятся и взаимодействуют без потерь. Это придает материалу уникальные свойства, открывая путь к созданию топологических сверхпроводников, которые смогут обеспечить высокоэффективную передачу энергии даже при минимальном охлаждении.

Команда ученых не ограничилась экспериментальными данными. Они дополнили свои наблюдения теоретическими расчетами, подтвердив, что структура и поведение полученного вещества соответствуют квантовым предсказаниям. Особенность нового материала заключается в том, что он может совмещать два фундаментальных свойства: сверхпроводимость и топологическую защиту. Такое сочетание делает его особенно перспективным для технологий, в которых даже малейшие энергетические потери недопустимы.

Применение подобных материалов может кардинально повлиять на развитие квантовой электроники. Их использование позволит создавать устройства, способные работать значительно эффективнее, чем традиционные кремниевые чипы, особенно в условиях, требующих высокой точности и минимального тепловыделения. Кроме того, перспективы их внедрения в электромобили и системы хранения энергии могут сократить энергозатраты и повысить надежность таких решений.

Самым удивительным в открытии ученых из Университета Райса является то, что столь сложное квантовое поведение удалось вызвать с помощью относительно простого изменения химического состава известного материала. Это говорит о том, что путь к новым функциональным материалам может лежать не только через создание совершенно новых соединений, но и через точную настройку уже существующих.

<< Назад: Чтение текста на километровом расстоянии 10.06.2025

>> Вперед: Хранение информации в пластике 09.06.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Скука - двигатель перемен 09.03.2026

Современная жизнь редко оставляет человеку время на простое ощущение скуки. С развитием цифровых технологий и постоянным доступом к социальным сетям мы стремимся мгновенно развлекать себя, избегая пауз, когда ум может быть свободен от внешних раздражителей. Между тем, новое исследование показывает, что скука выполняет важную роль в психическом здоровье и может стимулировать личностное развитие. Часто скука воспринимается как негативное состояние, которое хочется немедленно устранить. Однако психологи отмечают, что именно моменты, когда человеку становится по-настоящему скучно, могут побудить к поиску нового хобби, пересмотру жизненных приоритетов или появлению свежих идей. Это состояние открывает пространство для саморефлексии и внутреннего роста. Исследователи из Университета Бата и Тринити-колледжа показали, что привычка уходить в социальные сети в моменты скуки мешает человеку достигать "максимальной скуки". В результате стимулируется лишь поверхностное отвлечение, которое не ...>>

Наушники Soundcore Space 2 09.03.2026

Современные пользователи все чаще ищут универсальные наушники, способные сочетать высокое качество звука, комфорт при длительном ношении и длительное время автономной работы. На выставке MWC 2026 компания Anker представила новую модель полноразмерных беспроводных наушников Soundcore Space 2, которая нацелена как на повседневное использование, так и на путешествия, предлагая обновленный дизайн и расширенные технические возможности по сравнению с предыдущей версией. Новинка получила более плавные линии чаш и легкий корпус весом 261 грамм, что обеспечивает комфорт даже при длительном прослушивании музыки. Для улучшения посадки и удобства производитель использовал мягкую пену с эффектом памяти, а эргономика наушников была протестирована на более чем 2000 профилях головы, что позволило достичь оптимального прилегания для большинства пользователей. Soundcore Space 2 будут доступны в трех цветовых вариантах: кремовый белый (Cream White), угольно-черный (Jet Black) и шалфейно-зеленый (Sa ...>>

Ритм сердца влияет на восприятие и чувства 08.03.2026

Связь между сердцем и мозгом выходит далеко за пределы привычного представления о том, что сердце просто качает кровь. Новые исследования показывают, что сердечный ритм способен прямо влиять на восприятие внешнего мира и на эмоциональное состояние человека, открывая уникальный диалог между физиологией и сознанием. Работа сердца делится на две основные фазы: систолу и диастолу. Во время систолы сердечная мышца сокращается и выталкивает кровь в сосуды, а при диастоле сердце расслабляется, позволяя крови вернуться внутрь. Хотя мозг не управляет каждой конкретной фазой сокращений, он регулирует частоту сердечных сокращений в зависимости от состояния организма: в стрессовой ситуации пульс учащается, а в спокойном состоянии снижается. Однако взаимодействие между сердцем и мозгом двустороннее: мозг реагирует на сигналы от сердца так же, как сердце откликается на команды мозга. Международная группа исследователей проанализировала мозговую активность в зависимости от сердечного цикла. Они ...>>

Молекулы ДНК как новые носители данных 08.03.2026

С ростом объемов цифровой информации ученые ищут новые методы хранения данных, способные сочетать высокую плотность, долговечность и энергоэффективность. Одним из самых перспективных направлений становится использование молекул ДНК - естественного носителя генетической информации, который способен сохранять данные в течение тысяч лет при подходящих условиях. Недавние исследования показывают, что ДНК может стать не только архивом, но и полноценным перезаписываемым носителем информации. Исследователи из Университета Миссури создали систему, позволяющую записывать, стирать и повторно записывать данные в молекулах ДНК. Ранее ДНК использовалась в основном для долговременного архивирования информации, что делало носитель одноразовым. Новый подход превращает молекулярный носитель в полноценный цифровой накопитель с возможностью редактирования содержимого. Принцип работы устройства основан на естественном "языке" ДНК: в отличие от обычных компьютеров, где данные кодируются последовательн ...>>

Получение кислорода из лунного грунта 07.03.2026

Освоение Луны требует решения множества задач, связанных с обеспечением жизнедеятельности и функционированием оборудования в условиях ограниченных ресурсов. Одной из ключевых проблем является доставка кислорода с Земли, что значительно увеличивает стоимость и сложность космических миссий. Новые технологии позволяют получать кислород непосредственно на поверхности Луны, открывая путь к автономным и долговременным экспедициям. В центре исследований NASA находится метод извлечения кислорода из лунного реголита - рыхлого слоя измельченных пород, покрывающего поверхность спутника. Реголит содержит значительное количество окислов, включая окись железа и диоксид кремния, которые являются потенциальным источником кислорода. По оценкам специалистов, до 40% массы реголита приходится на химически связанный кислород. Ключевым элементом технологии является электролиз расплавленного реголита. Процесс предполагает пропускание электрического тока через сильно нагретый материал, что приводит к вы ...>>

Случайная новость из Архива Радиомодем на основе CC1310 01.03.2016 Компания Texas Instruments выпустила новое программное обеспечение для CC1310, которое превращает чип в законченный радиомодем с управлением с помощью AT-команд. Система на кристалле СС1310 состоит из микроконтроллера Cortex-M3 и радио Sub1GHz, что позволяет создавать на микросхеме законченные устройства с беспроводной передачей данных. Тем не менее, во многих случаях требуется добавить радиоканал в уже существующую систему со своим собственным микроконтроллером. Новая прошивка (firmware) позволяет решить эту задачу в короткий срок и с минимумом инженерных усилий. Программное обеспечение rfEasyLinkNp превращает CC1310 в сетевой процессор, т.е. в микросхему, которая полностью берет на себя все задачи, связанные с беспроводной передачей данных. При этом разработчик системы может не погружаться во внутреннее устройство CC1310, особенности формирования пакетов, параметры модуляции и т.п. Подобный подход часто используется производителями радиомодулей. Для добавления беспроводного протокола достаточно ознакомиться с описанием десятка AT-команд. Например, для приема данных основной контроллер системы отправляет сетевому процессору команду AT+RX <Enter>, который в свою очередь выводит в UART принятые данные. Сетевой процессор может делать адресную рассылку и имеет фильтрацию сообщения при приеме, что позволяет организовать сеть типа "Звезда" из сотен и даже тысяч устройств в диапазоне 868 МГц. Уникальной особенностью ПО rfEasyLinkNp является полностью открытый исходный код. Это позволяет продвинутому разработчику добавлять новые AT-команды, либо модифицировать существующие. Дополнительно, сетевой процессор содержит команды генерации непрерывной несущей и отправки пакетов для проведения теста ошибок передач, что будет крайне полезным при тестировании устройств в процессе производства.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026