Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Ученые наблюдали новое квантовое состояние при комнатной температуре
У американских исследователей впервые получилось создать топологический изолятор (его поверхностный слой проводит электрический ток) и наблюдать в нем квантовые эффекты. Это стало возможно благодаря правильно выбранному материалу — бромиду висмута.
Топологический изолятор — материал, который в объеме представляет собой диэлектрик (изолятор), но его поверхность проводит электрический ток, то есть благодаря внутренней топологии электроны могут перемещаться только по поверхности материала. Это уникальное свойство позволило ученым демонстрировать на топологических изоляторах различные квантовые эффекты.
Однако исследователи из Принстонского университета (США) впервые смогли наблюдать их при комнатной температуре, тогда как обычно для наблюдения квантовых состояний требуется температура, не сильно превышающая абсолютный ноль (минус 273,15 градуса Цельсия). Работа, результаты который опубликованы в журнале Nature Materials, открывает новые возможности для разработки квантовых технологий.
В последние годы изучение топологических состояний находится в центре научного интереса множества исследователей. Эта область объединяет квантовую физику с топологией — разделом теоретической математики, изучающим явление непрерывности. Новые топологические свойства востребованы как с точки зрения фундаментальной физики, так и для поиска приложений в квантовой инженерии и нанотехнологиях.
Главная проблема — высокие температуры, при которых поверхностные электроны топологического изолятора вторгаются внутрь: тогда весь объем материала тоже начинает проводить ток, что ослабляет или разрушает особые квантовые эффекты. Чтобы преодолеть это ограничение, можно проводить эксперименты при очень низких температурах, но это трудоемко и нецелесообразно для многих приложений.
Теперь ученые нашли новый способ обойти эту проблему. Изоляторы, как и полупроводники, имеют так называемые запрещенные зоны — барьеры, которые электроны не могут преодолеть. Достаточная ширина запрещенной зоны топологического изолятора позволяет справиться с повышением температуры. Но слишком большая запрещенная зона может нарушить спин-орбитальное взаимодействие электронов — их взаимодействие с собственными магнитными моментами. В этом случае топологическое квантовое состояние также разрушается.
Поэтому для поддержания квантового эффекта нужно найти баланс между шириной запрещенной зоны и эффектом спин-орбитального взаимодействия. Такой топологический изолятор ученым удалось изготовить из бромида висмута: структура этого материала позволяла наблюдать квантовые эффекты даже при комнатной температуре.
Telegram 
Дзен 
VK В той части Пиренеев, которые находятся на территории Испании, исследователи обнаружили первые доказательства добычи золота в эпоху Римской империи. На месте древних рудников нашли сложные гидравлические сооружения и остатки водохранилища, возраст которых определили с помощью метода оптического датирования. Открытие прольет свет на инженерные приемы римлян и поставит точку в многолетнем споре: действительно ли римляне добывали золото в этом регионе.
Ученые предложили новый способ оценки текущего темпа экспансии Вселенной с помощью едва уловимиого космического гравитационного «гула» от слияний неразличимых компактных объектов. Объединив данные наблюдений наземных интерферометров и статистику не выявленных сигналов, астрофизики получили уточненные ограничения параметра, вокруг которого разгорается один из самых острых споров в современной космологии.
Разное отношение домашних животных к хозяевам давно стало предметом споров, обсуждений и шуток. Ученые из Венгрии показали, что собаки демонстрируют по отношению к человеку уровень альтруизма, сходный с детским, тогда как кошки ищут в партнерстве с человеком прежде всего свою выгоду.
В той части Пиренеев, которые находятся на территории Испании, исследователи обнаружили первые доказательства добычи золота в эпоху Римской империи. На месте древних рудников нашли сложные гидравлические сооружения и остатки водохранилища, возраст которых определили с помощью метода оптического датирования. Открытие прольет свет на инженерные приемы римлян и поставит точку в многолетнем споре: действительно ли римляне добывали золото в этом регионе.
В мире оказалось гораздо больше диких пчел, чем кто-либо мог предположить. Ученые впервые оценили, сколько видов пчел существует на Земле, и обнаружили, что показатель превышает 26 тысяч — примерно на четверть больше, чем считалось.
Разное отношение домашних животных к хозяевам давно стало предметом споров, обсуждений и шуток. Ученые из Венгрии показали, что собаки демонстрируют по отношению к человеку уровень альтруизма, сходный с детским, тогда как кошки ищут в партнерстве с человеком прежде всего свою выгоду.
Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.
«Любить лишь можно только раз», — писал поэт Сергей Есенин, а герои культовых сериалов приходили к выводу, что «настоящая» влюбленность случается в жизни максимум дважды. Однако ни один из этих тезисов не подкреплен научными данными. Американские исследователи подошли к вопросу иначе: опросили более 10 тысяч человек и вывели среднее число сильных влюбленностей, возможных в течение жизни.
В той части Пиренеев, которые находятся на территории Испании, исследователи обнаружили первые доказательства добычи золота в эпоху Римской империи. На месте древних рудников нашли сложные гидравлические сооружения и остатки водохранилища, возраст которых определили с помощью метода оптического датирования. Открытие прольет свет на инженерные приемы римлян и поставит точку в многолетнем споре: действительно ли римляне добывали золото в этом регионе.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии