Проучване разкрива ново електронно състояние на материята (видео)

Изследователски екип, воден от преподаватели от катедрата по физика и астрономия на Университета в Питсбърг, обяви откриването на ново електронно състояние на материята.

Джеръми Леви (Jeremy Levy), професор по физика на кондензираната материя, и доцент Патрик Ървин (Patrick Irvin) са съавтори на проучването, публикувано в Science на 14 февруари.

Изследването се фокусира върху измервания в едномерни проводими системи, при което се открива, че електроните могат да се движат без разсейване в групи от два или повече наведнъж, а не поотделно.

"Обикновено електроните в полупроводниците или металите се движат и се разсейват и евентуално се придвижват в една посока, ако приложите напрежение. Но в балистичните проводници електроните се движат по-скоро като коли по магистрала. Предимството е, че не отделят топлина и може да се използва по начини, които са доста различни от обикновената електроника. Преди нас други изследователи са успели да създадат този вид балистичен проводник ", обяснява Леви.

"Откритието, което направихме, показва, че когато се направи така, че електроните да се привличат един друг, те могат да образуват гроздове от два, три, четири и пет електрона, които буквално се държат като нови видове частици, нови форми електронна материя."

^{Това видео обяснява публикацията на три различни нива на сложност. Кредит: Jeremy Levy}

Леви сравнява находката с начина, по който кварките се свързват, за да образуват неутрони и протони. Важна улика за разкриването на новата материя бе прозрението, че тези балистични проводници съответстват на последователността в триъгълника на Паскал.

„Ако погледнете в различни посоки Триъгълника на Паскал, можете да видите различни последователности от числа и една от тях е 1, 3, 6, 10, 15, 21. Това е последователност, която забелязахме в нашите данни, така че се превърна в следа, която показва какво става всъщност. Това откритие ни отне известно време, защото първоначално не осъзнавахме, че гледаме частици, съставени от един електрон, два електрона, три електрона и т. н. Ако се комбинира всичко това заедно се получава последователност от 1, 3, 6,10".

^{"Триъгълник на Паскал". Wikipedia Commons}

Леви, който също е директор на Питсбъргския квантов институт, отбеляза, че новите частици имат свойства, свързани с квантовото вплитане и потенциално могат да бъдат използвани за квантови изчисления и квантово преразпределение.

Той заявява, че откритието е вълнуващ напредък към следващия етап на квантовата физика и е част от усилията на института в Питсбърг "за разработване на нови науки и технологии, свързани с втората квантова революция".

„При първата квантова революция хората откриваха света около тях, управляващ се от законите на квантовата физика. Това откритие доведе до разбирането на периодичната таблица, как се държат материалите и помогна при разработването на транзистори, компютри, ЯМР скенери и информационни технологии.

„Сега в 21-ви век разглеждаме всички странни прогнози на квантовата физика и ги използваме. Когато се говори за приложения, ние мислим за квантовите изчисления, квантовата телепортация, квантовите комуникации, квантовата сензорика… идеи, които използват свойства на квантовата природа на материята, игнорирани преди това".

Справка: DOI: 10.1126/science.aat6467 "Pascal conductance series in ballistic one-dimensional LaAlO₃/SrTiO₃ channels" Science (2020). https://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aat6467

Източник:

https://phys.org/news/2020-02-uncovers-electronic-state.html

Още по темата

25/04/2019

Физика

Свръхфлуидно твърдо тяло. Получени са доказателства за това най-ново екзотично състояние на материята

19/10/2018

Космос

Извършен е "най-студеният" експеримент в космоса

10/09/2018

Физика

Изненадващ скрит ред обединява простите числа и квазикристалите

06/03/2017

Физика

Нова "невъзможна" форма на материята - свръхфлуидно твърдо тяло