Подвергнув уникальный материал воздействию мощных магнитных полей, ученые достигли экзотического преобразования, что в будущем может привести к созданию техники, оптимизированной для длительных межзвездных экспедиций.
Ученые из Университета Калифорнии в Ирвайне выявили новую категорию квантовой материи, ранее неизвестную науке. Это состояние формируется внутри специально созданного материала. В будущем он может стать основой для самозаряжающихся компьютеров и технологий, способных выдерживать экстремальные условия дальнего космоса, сообщает ScienceDaily.
В новом состоянии вещество представляет собой жидкую смесь, состоящую из электронов и положительных зарядов («дырок»), образующих необычную структуру, называемую экситоном. Уникальность открытия заключается в том, что электроны и дырки вращаются в одном направлении. «Это нечто совершенно новое. Если бы мы могли держать материал в руках, он бы излучал яркий высокочастотный свет», — подчеркивают специалисты.
Впервые этот феномен был обнаружен в Лос-Аламосской национальной лаборатории при воздействии сильнейших магнитных полей до 70 тесла. Для сравнения: магнит холодильника создает поле порядка 0,1 тесла.
Материал, использованный в эксперименте, называется пентателлурид гафния. Под воздействием сильных магнитных полей заметно уменьшается его способность проводить электричество, что свидетельствует о переходе вещества в специфическое экситонное состояние. Научная команда подчеркнула значимость своего открытия, утверждая, что с его помощью можно разработать технологии, передающие сигнал через спины электронов, а не электрический ток. Эти инновационные решения позволят создавать высокоэффективные и энергосберегающие устройства, такие как приборы спиновой электроники или квантовые вычислители.
Кроме того, обнаруженное состояние проявляет стойкость к внешним воздействиям, особенно радиационным полям, что выгодно отличает его от большинства современных полупроводников. Таким образом, данная разработка может быть полезна для космической отрасли, так как длительные миссии требуют электронной аппаратуры, способной выдерживать высокие уровни космического излучения.
«Эти знания будут полезны в будущих космических проектах. Чтобы создать надежные компьютеры для дальних путешествий, такие свойства будут незаменимы», — заключают авторы исследования. Подобные технологические решения важны для амбициозных проектов, таких как освоение человеком Марса. Тем не менее, пока неясен весь спектр потенциальных применений новой формы квантовой материи.
Физики также создали «квантовый провод», по которому масса и энергия передаются без трения и потерь.
Фото: hi-tech.mail.ru
