Физики открыли новое семейство квазичастиц — Naked Science
5 минут
Денис Гордеев

Физики открыли новое семейство квазичастиц

5.8

Результаты открытия впоследствии можно применить при создании электронных устройств и аппаратуры, устойчивых к сильным магнитным полям.

Графен: кладезь неизведанного
Графен: кладезь неизведанного / The Verge

Ученые из Манчестерского университета под руководством лауреата нобелевской премии Андрея Гейма обнаружили новое семейство квазичастиц в графен-нитриде бора. Их назвали «фермионами Брауна — Зака»; статья об этом опубликована в Nature Communications.

Открытие состоялось благодаря тщательной работе над исследуемым материалом. Ученые смогли четко выравнять атомную решетку графенового слоя по изолирующему слою нитрида бора, тем самым резко изменив свойства графена.

«В нулевом магнитном поле электроны движутся по прямым траекториям, а если вы приложите к ним магнитное поле, они начнут перемещаться по дуге, — объясняют Жюльен Барьер и Пиранаван Кумаравадивел, которые проводили эксперименты в рамках исследования. — В слое графена, который был выравнен по нитриду бора, траектории также начинают изгибаться, но если установить магнитное поле с определенными параметрами, частицы снова будут двигаться по прямолинейным траекториям, как будто магнитного поля больше нет!»

Подобное поведение электронов радикально отличается от теоретических предсказаний. Ученые связывают этот феномен с образованием в сильном магнитном поле новых квазичастиц с высокой подвижностью. До сих пор коллективное поведение электронов в графене рассматривалось в терминах фермионов Дирака — квазичастиц, обладающих уникальными свойствами (например, отсутствием массы), которые воспроизводятся в сильных магнитных полях. Однако такой подход не позволял описать некоторые экспериментальные эффекты.

Авторы работы предлагают «фермионы Брауна — Зака» как семейство квазичастиц, существующих в графеновых сверхрешетках (кристаллических решетках с дополнительным периодическим потенциалом) в сильном магнитном поле. Их можно представить как коллективные колебания электронов в слое графена, которые совокупно ведут себя как гигантская частица с нулевой массой.

Благодаря своим свойствам квазичастцы почти не реагируют на магнитные поля и способны двигаться по прямой траектории и под воздействием очень сильных магнитов. «Фермионы Брауна — Зака» сохраняли путь движения даже под влиянием поля с индукцией в 16 тесл — в 500 тысяч раз больше, чем у магнитного поля Земли!

Результаты открытия впоследствии можно применить при создании электронных устройств и аппаратуры, устойчивых к сильным магнитным полям. Исследователи предполагают, что подобные квазичастицы реально наблюдать не только в графен-нитриде бора, но и в других двумерных материалах.

Ранее мы также сообщали о случайном открытии физиков, которое позволяет стабилизировать реакции термоядерного синтеза, а также о первом подтвержденном случае сверхпроводимости при комнатной температуре.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 20:00
10 минут
Мария Азарова

Ученые провели анализ по 353 профессиям и оценили, насколько различия в статусе потребления алкоголя можно объяснить родом занятий.

8 часов назад
4 минуты
Сергей Васильев

Моделирование показало, что Фобос и Деймос могли появиться пару миллиардов лет назад, в результате гибели древнего спутника Марса.

Вчера, 20:51
7 минут
Василий Парфенов

Чем больше на Земле ледников, тем меньше в океанах планеты воды — эта вполне логичная мысль, однако, не имела подтверждения в данных о последней ледниковой эпохе. Сведения об уровне Мирового океана не совпадают с моделями оледенения. Международная команда специалистов по палеоклиматологии смогла разрешить этот парадокс. Правда, теперь придется пересмотреть некоторые важные методы изотопного анализа кернов осадочных пород.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

Позавчера, 09:49
4 минуты
Виктория Сафронова

Звук — шум от передвижения марсохода — записан одним из его микрофонов.

22 февраля
5 минут
Илья Ведмеденко

Новое видео демонстрирует использование новейшего российского разведывательно-ударного БПЛА «Орион» на территории Сирии. Ранее этот комплекс приняли на вооружение.

27 января
6 минут
Василий Парфенов

Интересным наблюдением поделились сотрудники Чернобыльского радиационно-экологического биосферного заповедника. Они уже более трех лет следят за жизнью стада одичавших коров, поведение которого сильно отличается от того, что можно наблюдать у домашних сельскохозяйственных животных.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

2 февраля
44 минуты
Александр Березин

В научном журнале The Lancet появились итоги клинических испытаний «Спутника-V», и на первый взгляд эта публикация — триумф. Российская вакцина показала эффективность выше, чем у Pfizer и Moderna. Увы, на этом хорошие новости закончились. Плохих две.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: