Физики пустили волну в сверхпроводимости нового материала
Физики из США и Японии спроектировали и произвели материал с волнообразной структурой, необычными сверхпроводящими и металлическими свойствами. Материал предварительно спроектировали теоретически, и после изготовления он показал все запланированные свойства.
Двумерные материалы, состоящие из небольшого числа слоев атомов, привлекают внимание физиков широкими возможностями модификаций. Повороты и скручивания под небольшим углом создают уникальный узор — муаровую сверхрешетку — который приводит к появлению в материале сверхпроводимости и неклассического магнетизма.
Но такие конфигурации материалов сложно как создавать, так и изучать из-за их атомарной толщины. Авторы исследования применили другой подход. Они создали материал с помощью «рационального проектирования» — моделирования материалов с желаемыми свойствами. Работа опубликована в журнале Nature.
Исследователи смешали порошки сульфида стронция (SrS), тантала (Ta) и серы (S) в присутствии хлорида стронция (SrCl2), нагрели их до сотен градусов Цельсия и положились на химические реакции, которые естественным образом сформировали макроскопические кристаллы с нужными свойствами. Параметры материала определяют взаимодействия на атомарном уровне. Простоту формирования материала исследователи считают прорывом. Полученный материал состоит из слоев H-TaS2 и SrTa2S5.
Структура материала необычна — он сформирован волнообразными слоями, толщина которых составляет миллиардные доли метра. Слоев достаточно для образования крупного, подходящего для точных исследований образца. Большие размеры упрощают изучение взаимодействий на атомном уровне, формирующих свойства вещества.
Хотя существуют и другие материалы с волнообразными атомными структурами, исследователи считают свой образец самым совершенным. Наноразмерные слои волн равномерны по всему кристаллу, в тысячах слоев.
Новый материал напоминает слоеный пирог: он состоит из атомарно тонкого слоя тантала и серы, уложенного на промежуточный слой стронция, тантала и серы. Эта структура повторяется тысячи раз, образуя макроскопический кристалл.
Волны в кристалле возникают из-за несоответствия друг другу размеров и типа кристаллической решетки соседних слоев материала. Слой без стронция изгибается, чтобы уместиться поверх другого слоя, создавая волны. Представьте, что вы кладете лист бумаги формата А3 на меньший лист А4. Чтобы первый лист уместился, ему придется изогнуться. В новой структуре листы как бы «закреплены» в нескольких точках, создав волны.
Наноразмерные волны объясняют необычные свойства материала. При температуре около трех градусов Кельвина он становится сверхпроводником, а сверхпроводимость повторяет волнообразность. В некоторых местах она сильнее, в других слабее.
Материал обладает и необычными металлическими свойствами. Потому что электронам легче двигаться вниз по впадинам волны, чем подниматься и преодолевать вершины.
Химики и материаловеды планировали новый материал исходя из того, какие свойства хотели получить. Результат эксперимента обладает заданными свойствами. Это означает, что ученые смогут создать еще больше материалов с заранее известными свойствами, а не исследовать параметры случайных материалов.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые использовали квантовые процессоры для расчета поведения атомов внутри жидкой соли, из которой образуется топливо для термоядерного синтеза. Модель с высокой точностью рассчитала химические связи внутри заряженной жидкости. Это поможет инженерам быстрее подобрать состав компонентов для будущих электростанций.
Ученые обнаружили в стволе головного мозга особую группу клеток — нейроны C1. Они отвечают за выработку адреналина и способны удерживать организм в состоянии тяжелого стресса на протяжении многих дней после пережитого потрясения. Эксперименты на мышах показали, что блокирование этих клеток практически «выключает» последствие психологических травм.
Следы возможной жизни на Энцеладе и Европе могут стать менее заметными еще до того, как их обнаружит космический аппарат. Новая модель показала, что путешествие веществ из подледного океана к поверхности и космосу меняет потенциальные биосигнатуры. Результаты помогут определить, какие химические признаки способны надежно указать на наличие жизни на одних из самых загадочных спутников Сатурна и Юпитера.
Ученые Сеченовского Университета выявили генетические особенности, связанные с развитием разных клинических форм ювенильной склеродермии — редкого аутоиммунного заболевания, которое приводит к поражению кожи, сосудов и соединительной ткани. Исследование показало, что полиморфизм ряда генов,участвующих в патогенезе склеродермии предрасполагает к развитию разных клинических форм болезни. В перспективе эти данные могут позволить точнее прогнозировать течение заболевания и подбирать терапию индивидуально.
Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Перепад температуры способен породить спиновый ток — причем безо всякого электрического тока, проводов и контактов. Ученые из Международного центра теоретической физики им. А. А. Абрикосова МФТИ Евгений Седов и Алексей Кавокин теоретически показали, что газ экситонных поляритонов превращает тепловой градиент в целое семейство спиновых и поляризационных токов. Их работа описывает оптические аналоги хорошо известных термоэлектрических эффектов и формулирует правила, по которым с помощью тепла можно управлять поляризацией света.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
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