Физики открыли новое семейство квазичастиц — Naked Science
13.11.2020
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.
Сегодня, 05:00
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

12 часов назад
Ольга Иванова

Такая же бурная, как у Луны и других планет внутренней Солнечной системы. Исследователи из США считают, что эти выводы бросают вызов традиционным теориям формирования планет земной группы.

Позавчера, 16:17
Sergei Sobol

В 80-х годах прошлого века японская автомобильная компания Honda выпустила в продажу складной мопед Motocompo. У него складывались руль, сиденье и подножки, превращая мопед в относительно небольшой прямоугольный «чемодан», позволяющий ему помещаться в багажнике малолитражного автомобиля.

24 сентября
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

Сегодня, 05:00
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

21 сентября
Алиса Гаджиева

Иранские ученые расшифровали тексты с глиняных табличек времен правления Дария I.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: