Ученые открыли новое квантовое состояние материи для компьютеров будущего
NewsMakerНовая фаза материи может перевернуть представления о проводимости.
Учёные из Калифорнийского университета в Ирвайне сообщили об открытии нового состояния квантовой материи. Оно проявляется в особом материале, который может стать основой для создания самозаряжающихся компьютеров, способных выдерживать экстремальные условия, включая глубокий космос.
Профессор физики и астрономии Луис Хауреги сравнивает новое состояние с привычными формами воды. Как вода может быть жидкой, твёрдой или парообразной, так и материя, по его словам, способна переходить в новое, ранее лишь теоретически предсказанное квантовое состояние . До сих пор никто не мог его измерить.
Ключевую роль в открытии сыграл необычный материал под названием пентателлурид гафния. Он был синтезирован в лаборатории Хауреги постдоком Цзинью Лю и показал удивительные свойства при воздействии сверхсильного магнитного поля. При подаче поля до 70 тесла (что в сотни раз мощнее, чем у обычного магнитика на холодильнике), способность материала проводить электричество резко падала. Это означало, что вещество переходит в особое состояние, при котором электроны и так называемые дырки образуют пары и начинают вращаться в одном направлении.
Исследователи описывают это состояние как нечто совершенно новое. Если бы его можно было держать в руках, оно светилось бы ярким высокочастотным светом. Такое поведение открывает возможности для передачи сигналов не через заряд, а через спин — квантовую характеристику частиц. Это может стать основой для энергоэффективных спинтронных устройств и новых квантовых технологий.
Кроме того, новый тип материи не подвержен разрушению от радиации, что делает его перспективным материалом для электроники, предназначенной для космических миссий. По словам Хауреги, именно такие компьютеры нужны в полётах на Марс, когда техника должна работать долгое время в условиях постоянного воздействия космического излучения .
Разработка материала, его характеристика и подготовка к измерениям проводились в лабораториях Калифорнийского университета. В исследовании участвовали также аспиранты Роберт Велсер и Тимоти Максорли, а также студент Триет Хо. Теоретические расчёты и интерпретация результатов выполнялись в Национальной лаборатории Лос-Аламос, где проходили и эксперименты в высокомагнитных полях при участии команды из Нью-Мексико и Национальной лаборатории сильных магнитных полей во Флориде.
Учёные подчёркивают, что только начинают осознавать, какие возможности может открыть это открытие.
Учёные из Калифорнийского университета в Ирвайне сообщили об открытии нового состояния квантовой материи. Оно проявляется в особом материале, который может стать основой для создания самозаряжающихся компьютеров, способных выдерживать экстремальные условия, включая глубокий космос.
Профессор физики и астрономии Луис Хауреги сравнивает новое состояние с привычными формами воды. Как вода может быть жидкой, твёрдой или парообразной, так и материя, по его словам, способна переходить в новое, ранее лишь теоретически предсказанное квантовое состояние . До сих пор никто не мог его измерить.
Ключевую роль в открытии сыграл необычный материал под названием пентателлурид гафния. Он был синтезирован в лаборатории Хауреги постдоком Цзинью Лю и показал удивительные свойства при воздействии сверхсильного магнитного поля. При подаче поля до 70 тесла (что в сотни раз мощнее, чем у обычного магнитика на холодильнике), способность материала проводить электричество резко падала. Это означало, что вещество переходит в особое состояние, при котором электроны и так называемые дырки образуют пары и начинают вращаться в одном направлении.
Исследователи описывают это состояние как нечто совершенно новое. Если бы его можно было держать в руках, оно светилось бы ярким высокочастотным светом. Такое поведение открывает возможности для передачи сигналов не через заряд, а через спин — квантовую характеристику частиц. Это может стать основой для энергоэффективных спинтронных устройств и новых квантовых технологий.
Кроме того, новый тип материи не подвержен разрушению от радиации, что делает его перспективным материалом для электроники, предназначенной для космических миссий. По словам Хауреги, именно такие компьютеры нужны в полётах на Марс, когда техника должна работать долгое время в условиях постоянного воздействия космического излучения .
Разработка материала, его характеристика и подготовка к измерениям проводились в лабораториях Калифорнийского университета. В исследовании участвовали также аспиранты Роберт Велсер и Тимоти Максорли, а также студент Триет Хо. Теоретические расчёты и интерпретация результатов выполнялись в Национальной лаборатории Лос-Аламос, где проходили и эксперименты в высокомагнитных полях при участии команды из Нью-Мексико и Национальной лаборатории сильных магнитных полей во Флориде.
Учёные подчёркивают, что только начинают осознавать, какие возможности может открыть это открытие.