Открыта новая квантовая фаза материи на грани двух материалов

20.08.2025

Одним из направлений исследований современной науки остается поиск новых квантовых фаз материи, которые возникают при особых сочетаниях материалов и экстремальных условиях. Недавнее открытие, сделанное учеными Ратгерского университета, показывает, что граница между разными веществами может скрывать уникальные состояния, ранее неизвестные науке.

В ходе эксперимента исследователи объединили два необычных материала - вейловский полуметалл и так называемый спиновый лед. Вейловские полуметаллы известны благодаря существованию в них вейловских фермионов, обеспечивающих почти без потерь прохождение электрического тока. Спиновый лед, в свою очередь, отличается особым порядком магнитных моментов, напоминающим расположение атомов водорода в ледяной кристаллической решетке. На границе этих веществ и проявилось новое квантовое явление.

При воздействии сверхвысоких магнитных полей и в условиях экстремально низких температур ученые заметили необычное поведение электронов. Вместо привычного движения они распределялись в шести нестандартных направлениях, сопровождаемых минимальной проводимостью. Подобный эффект ранее никогда не наблюдался. Он получил объяснение как проявление электронной анизотропии, связанной с нарушением вращательной симметрии. Все это указывает на формирование совершенно нового состояния - квантового жидкого кристалла.

Особый интерес вызвал и тот факт, что при дальнейшем усилении магнитного поля электроны внезапно перестраивались и начинали двигаться только в двух противоположных направлениях. Это поведение усилило представление о необычности состояния, которое не укладывается в рамки известных моделей проводимости.

Чтобы реализовать такой эксперимент, исследовательская группа разработала особую установку Q-DiP (Quantum phenomena discovery platform). Она позволила создавать сверхтонкие атомные слои и строить гетероструктуры с заданными квантовыми свойствами. Именно эта технологическая база сделала возможным открытие новой фазы материи.

Помимо чисто фундаментального значения, работа имеет и прикладной потенциал. Квантовые жидкие кристаллы могут лечь в основу разработки высокочувствительных сенсоров магнитных полей, способных работать в условиях, где традиционные приборы бессильны, например, в космосе или внутри мощных промышленных установок.

Как отметил первый автор статьи Цзун-чи Ву, исследование следует рассматривать как первый шаг к дальнейшему изучению новых квантовых фронтиров. По его словам, открытие должно вдохновить физическое сообщество на поиск других необычных фаз материи, которые могут изменить представления о взаимодействии электронов и магнетизме.

<< Назад: Энергосберегающая куртка реагирует на тепло и пот 20.08.2025

>> Вперед: Время завтрака влияет на вес 19.08.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Биопрепараты повышают питательную ценность органической гречихи 29.06.2026

В органическом земледелии особое внимание уделяется не только урожайности, но и качественному составу продукции. Потребители все чаще выбирают продукты с высоким содержанием полезных веществ и без следов химических веществ. Исследования показывают, что применение биологических препаратов может существенно улучшить минеральный состав зерновых культур, делая их более ценными с точки зрения питания. В результате полевых экспериментов, проведенных в 2023-2025 годах, ученые установили, что использование биопрепаратов способствует активному накоплению макроэлементов, в частности фосфора и калия, в зерне органической гречихи. Об этом сообщила Леся Крупак из Белоцерковского национального аграрного университета в своей работе "Экологичность и производительность". Наиболее заметный эффект наблюдался при применении гумата калия. В этом случае содержание калия в зерне увеличивалось на 19-21 процент по сравнению с контрольными участками. Такой результат свидетельствует об улучшении работы тра ...>>

Натрий-ионные накопители энергии Tener от CATL 29.06.2026

Литий-ионные аккумуляторы сейчас доминируют на рынке, но их производство сталкивается с ограничениями ресурсов и экологическими вызовами. Китайская компания CATL, один из мировых лидеров в области аккумуляторных технологий, представила инновационную альтернативу на основе натрия, которая может существенно расширить возможности хранения энергии. На отраслевом мероприятии в Мюнхене CATL продемонстрировала систему накопления энергии Tener нового поколения. Она построена на натрий-ионных аккумуляторах и отличается выдающимися эксплуатационными характеристиками. По заявлению разработчиков, новая технология сочетает высокую долговечность, безопасность и экономичность, что делает ее перспективной для широкого применения в энергетике. Одним из главных преимуществ Tener стала исключительная долговечность: система рассчитана на срок службы до 30 лет и способна выдерживать до 15 000 циклов заряда-разряда. Для сравнения, большинство современных аналогов выдерживают около 10 000 циклов. Даже ...>>

Орибитальное вино с МКС 28.06.2026

Виноделие всегда было тесно связано с землей, климатом и традициями, но современная наука все чаще выводит его на новый уровень - в буквальном смысле за пределы нашей планеты. Исследователи ищут способы адаптировать сельское хозяйство к условиям космоса, чтобы обеспечить будущие миссии продовольствием и изучить влияние экстремальной среды на биологические процессы. Один из таких амбициозных проектов реализуется в США и обещает в перспективе появление первого вина из винограда, побывавшего на орбите. Ученые из Техасского университета A&M отправили на Международную космическую станцию сотни семян винограда. После шести месяцев воздействия космической радиации семена вернутся на Землю, будут высажены и через несколько лет могут дать первый урожай для производства "космического вина". Проект представляет собой уникальное сочетание астронавтики, биологии и виноградарства. Идея эксперимента возникла как дипломная работа двух студентов-старшекурсников кафедры аэрокосмической инженер ...>>

Телескоп Эвклид раскрыл сердце Млечного Пути 28.06.2026

Космические телескопы позволяют человечеству заглянуть в самые отдаленные уголки Вселенной, раскрывая тайны темной материи, далеких галактик и процессов звездообразования. Один из современных аппаратов, предназначенных для масштабных обзоров неба, неожиданно оказался мощным инструментом для изучения нашей собственной Галактики. Речь идет о телескопе "Эвклид", который предоставил астрономам одно из самых детальных изображений центральной области Млечного Пути. Космический телескоп "Эвклид" был создан прежде всего для исследования темной материи и темной энергии, составляющих основную часть массы-энергии Вселенной. Однако ученые нашли ему дополнительное применение, направив прибор на густонаселенные звездные поля нашей Галактики. За относительно короткое время наблюдений - всего 26 часов - аппарат зафиксировал более 60 миллионов звезд в центральной части Млечного Пути. Такой результат стал возможен благодаря высокому разрешению и широкому полю зрения инструмента. Особый интерес для ...>>

Гренландские акулы - рекордсмены долголетия среди позвоночных 27.06.2026

В мире живых существ продолжительность жизни варьируется от нескольких дней у некоторых насекомых до нескольких десятилетий у крупных млекопитающих. Однако среди морских обитателей есть настоящие долгожители, чей возраст поражает воображение. Гренландские акулы, населяющие холодные воды Северной Атлантики и Арктики, по праву считаются самыми долговечными позвоночными на планете, и современные научные методы позволили точно оценить масштаб их жизненного пути. Эти крупные хищники растут крайне медленно - всего на несколько сантиметров за несколько лет, достигая в итоге более пяти метров в длину. Долгое время определить точный возраст гренландских акул было практически невозможно, поскольку у них отсутствуют традиционные маркеры, такие как годовые кольца на костях или чешуе. Предположения о выдающемся долголетии существовали давно, но требовали надежного подтверждения. Прорыв наступил в 2016 году, когда международная группа ученых применила радиоуглеродный анализ к хрусталикам глаз ...>>

Случайная новость из Архива Божьи коровки - прототипы для спасательных роботов 17.04.2020 Когда божья коровка взлетает, ее крылья раскрываются за одну десятую секунды. Такая физиология делает этих красочных маленьких жуков источником вдохновения для создания летающих роботов. Ученые из Исследовательского центра робототехники Сеульского национального университета в Южной Корее, смогли сконструировать модели подобные этим насекомым. Крылья, разработанные командой университета по прототипу божей коровки, прочны в полете и могут складываться, как оригами, как только робот коснется земли. Такие легкие и компактные технологии могли бы сделать будущие версии роботов идеальными кандидатами для поисково-спасательных или разведывательных миссий. Ключом к быстрому взлету насекомого являются необычные вены на его крыльях со слегка изогнутой формой, которая позволяет им накапливать энергию упругой деформации, когда они согнуты, а затем выпускать ее, когда крылья раскрываются. Изогнутые вены также делают крылья жесткими во время полета, подобно тому, как рулетка остается прямой, когда она вытянута. Команде инженеров удалось смоделировать 30 сантиметровые тканевые крылья с искусственными пластиковыми венами, и прикрепить их к роботизированным насекомым. Вены могут раскрываться за 116 миллисекунд, а унести такие крылья способны вес в 150 раз больше их собственного. Одно из особых преимуществ робота божьей коровки заключается в том, что он может убирать свои крылья в сторону, складывая их. Это позволяет ему прыгать или ползать, когда он не находится в воздухе. Создатели планирует модернизировать будущие поколения роботов, которые будут управляться искусственным интеллектом для более автономного перемещения.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026