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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Дистанционное сканирование отпечатков пальцев 29.03.2015 Японские ученые разработали устройство, позволяющее дистанционным образом снимать с поверхности оставленные злоумышленником отпечатки пальцев. Для данной процедуры потребуется аппарат, именуемый судебным гиперспектральным проектором, способным бесконтактно сканировать отпечатки с любой поверхности. Специалисты научно-исследовательского отделения японской полиции совместно с инженерами университета Васэда создали проектор, использующий для распознавания отпечатка пальцев зеленый лазер. Система за счет отражающегося от исследуемого предмета луча проводит анализ изображения на наличие частиц белка и жира, которые остаются после соприкосновения с объектом. Анонсированная технология позволяет распознать отпечаток пальцев даже при условии, что касания к предмету были многократными, вследствие чего рисунки кожи наложились друг на друга. В таком случае точность определения составляет примерно 70%. Прежде подобный способ анализа был и вовсе недоступен для криминалистов. Японские инженеры уверены в перспективности представленного решения и надеются, что рассматриваемая система, в основу которой лег принцип зондирования нашей планеты, станет незаменимым помощником при проведении следственно-розыскных мероприятий. Это позволит ускорить процесс поимки преступников и облегчит проведения экспертиз на месте преступления. Также предполагается, что технология дистанционного сканирования отпечатков при помощи зеленого лазера позволит считывать информацию, необходимую для проведения ДНК-теста.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026