Международен екип от физици откри квантово състояние, в което подреждането на атомите, свързани с
На пръв поглед квантовите материали не го правятразлични от обикновените вещества, но все пак има разлики, казват изследователите. Вътре в такива материали електроните взаимодействат с необичайна интензивност както помежду си, така и с атомите на кристалната решетка. Това тясно взаимодействие води до мощни квантови ефекти, които се проявяват не само в микроскопичен, но и в макроскопичен мащаб.
Благодарение на тези ефекти квантовите материалиимат необичайни свойства. Например, те могат да провеждат електричество без абсолютно никакви загуби при ниски температури. В същото време дори леки промени в температурата, налягането или електрическото напрежение са достатъчни, за да променят радикално поведението на материала.
Квантова течност. Изображение: Nan Tang et al., Nature Physics
В работата си изследователите се стремят да създадатквантов материал, който няма да промени свойствата си независимо от температурата на средата. Те са използвали комбинация от няколко елемента - празеодим, цирконий и кислород. Изследователите предположиха, че в този материал свойствата на кристалната решетка ще позволят на спиновете на електроните да взаимодействат по специален начин с орбиталите, по които те се "движат" около ядрата на атомите.
След поредица от опити изследователите успяхасъздава достатъчно чисти кристали, така че примесите и нехомогенностите да не влияят на изчислените свойства. Те охладиха пробата до 20 mK (една петдесета от градуса от абсолютната нула). Резултатите от експериментите показаха, че в това състояние материалът запазва „течни свойства – завъртанията на електроните не са подредени. Това е първото наблюдение на необичайно квантово състояние, казват авторите. Те го сравняват с „вода, която никога не замръзва“.
Криогенно съоръжение, използвано в експеримента. Изображение: Юрген Йейбман, HZDR
Ново квантово състояние може да бъдеда се използва за разработване на високочувствителни квантови сензори, смятат учените. Тъй като тяхната квантова природа ги прави изключително чувствителни към външни стимули, такива сензори могат да регистрират магнитни полета или температури с много по-голяма точност от конвенционалните устройства.
Прочетете още:
Яйцето беше изпуснато от космоса: вижте какво се случи с него
Амебата, която яде мозъка, се разпространява в САЩ: има ли опасност за Русия
Вижте как изглежда една жена Тора. Тя е живяла преди 800 години