Starptautiska fiziķu komanda ir atklājusi kvantu stāvokli, kurā atomu izvietojums ir saistīts ar
No pirmā acu uzmetiena kvantu materiāli tā navatšķiras no parastajām vielām, taču joprojām pastāv atšķirības, norāda pētnieki. Šādos materiālos elektroni mijiedarbojas ar neparastu intensitāti gan savā starpā, gan ar kristāliskā režģa atomiem. Šī ciešā mijiedarbība rada spēcīgus kvantu efektus, kas izpaužas ne tikai mikroskopiskā, bet arī makroskopiskā mērogā.
Pateicoties šiem efektiem, kvantu materiālipiemīt neparastas īpašības. Piemēram, tie var vadīt elektrību bez jebkādiem zudumiem zemā temperatūrā. Tajā pašā laikā pietiek ar pat nelielām temperatūras, spiediena vai elektriskā sprieguma izmaiņām, lai radikāli mainītu materiāla uzvedību.
Kvantu šķidrums. Attēls: Nan Tang et al., Nature Physics
Savā darbā pētnieki centās radītkvantu materiāls, kas nemainīs savas īpašības neatkarīgi no vides temperatūras. Viņi izmantoja vairāku elementu kombināciju – prazeodīmu, cirkoniju un skābekli. Pētnieki izvirzīja hipotēzi, ka šajā materiālā kristāla režģa īpašības ļautu elektronu spiniem īpašā veidā mijiedarboties ar orbitālēm, kurās tie "pārvietojas" ap atomu kodoliem.
Pēc vairākiem mēģinājumiem pētniekiem izdevāsizveidot pietiekami tīrus kristālus, lai piemaisījumi un neviendabīgums neietekmētu aprēķinātās īpašības. Viņi atdzesēja paraugu līdz 20 mK (viena grāda piecdesmitā daļa no absolūtās nulles). Eksperimentu rezultāti parādīja, ka šādā stāvoklī materiāls saglabā "šķidruma īpašības - elektronu spini nav sakārtoti. Autori saka, ka šis ir pirmais neparastā kvantu stāvokļa novērojums. Viņi to salīdzina ar "ūdeni, kas nekad nesasalst".
Eksperimentā izmantotā kriogēnā iekārta. Attēls: Jirgens Jeibmans, HZDR
Var būt jauns kvantu stāvoklisZinātnieki uzskata, ka tos var izmantot ļoti jutīgu kvantu sensoru izstrādei. Tā kā to kvantu raksturs padara tos ārkārtīgi jutīgus pret ārējiem stimuliem, šādi sensori var reģistrēt magnētiskos laukus vai temperatūru ar daudz lielāku precizitāti nekā parastās ierīces.
Lasīt vairāk:
Ola tika izmesta no kosmosa: paskatieties, kas ar to notika
Smadzenes ēdošā amēba izplatās ASV: vai pastāv briesmas Krievijai
Paskaties, kā izskatās sieviete Tora. Viņa dzīvoja pirms 800 gadiem