13 °C

Учени установиха съществуването на фундаментално ново състояние на материята

Физиците от Института за квантова информация и материя са открили първия 3D квантов течен кристал. Това е изцяло ново състояние на материята, се казва в предствянето на откритието, и се очаква то да има приложение в ултра бързите квантови компютри. 

Молекулите на стандартните течни кристали текат свободно, като при флуидите, но остават ориентирани като при твърдата материя. Течните кристали могат да бъдат направени изкуствено, като тези в дисплеите на електронни устройства. Откриват се и в природата, например в биологичните клетъчни мембрани.

В "квантов" течен кристал електроните се държат като молекулите в класическите течни кристали. Тоест, електроните се движат свободно, но имат предпочитана посока на потока. Първият квантов течен кристал е открит през 1999 г. от Джим Айзенщайн , професор по физика и приложна физика. Квантовият течен кристал на Айзенщайн е двуизмерен, което означава, че той е ограничен до една равнина вътре в материала  - изкуствено създаден метал на базата на галий и арсенид. Такива 2D квантови течни кристали оттогава са намерени в още няколко материала, включително при високотемпературни свръхпроводници - материали, които провеждат електричество с нулево съпротивление при около -150 градуса по Целзий, което е по-топло от работните температури за традиционните свръхпроводници.

Джон Хартър, учен в лабораторията Hsieh и водещ автор на новото изследване, обяснява, че 2-D квантовите течни кристали се държат по странен начин. "Електроните в тази равнина колективно решават да текат преференциално по оста X, а не по оста Y, въпреки че няма нищо, което да различава една посока от другата", казва той.

В 3D квантовите течни кристали електроните имат още по-странни качества. Тук електроните не само правят разграничение между осите x, y и z, но и имат различни магнитни свойства в зависимост от това дали се движат напред или назад по дадена ос.

"Протичането на електрически ток през тези материали ги превръща от немагнити в магнити, което е изключително необичайно", казва ученият. "Нещо повече, във всяка посока, в която може да тече ток, магнитната сила и магнитната ориентация се променят. Физиците казват, че електроните "нарушават симетрията" на решетката.

Хартър всъщност попаднал на откритието, докато изучава атомната структура на метално съединение на елемента рений. По-специално, той се опитвал да определи структурата на атомната решетка на кристала. При тези експерименти лазерната светлина се изстрелва върху материал и светлината с двойна честота се отразява обратно. Моделът на излъчваната светлина съдържа информация за симетрията на кристала. Моделите, измерени от учения били много странни и не можели да се обяснят с познатата атомна структура на съединението.

"Отначало не знаехме какво става", казва Хартър. След това научили за концепцията за 3D квантови течни кристали, разработена от Liang Fu, професор по физика в MIT. "Тя обяснява перфектно моделите. Всичко внезапно придоби смисъл", казва Хартър.

Изследователският екип очаква, че 3D квантовите течни кристали ще доведат до напредък в проектирането и създаването на по-ефективни компютърни чипове. Откриването на 3D квантови течни кристали може също така да допринесе за изграждането на квантови компютри, които ще декриптират кодовете или ще правят други изчисления при много по-високи скорости благодарение на квантовата природа на частиците.

Facebook коментари

Коментари в сайта

Хороскоп за 22.10.2019

Хороскоп за Овен

Овен
Във връзка с определена задача или ангажимент ще ви се наложи да се потрудите повече, но ще си заслужава. Интересно предложение, в професионален или в личен план ще разнообрази деня ви, като ви накара да се замислите. Подарете си нещо, заслужавате и повече, но го оставете за края на седмицата.
22 окт 2019

Хороскоп за Телец

Телец
Романтичен флирт или друго нежно чувство ще ви направи по-внимателни към интимните ви партньори. Развитията ще са във ваша полза и бързо ще получите онова, към което се стремите. Други ще са погълнати от делови задачи, но не за дълго. С прагматичен подход ще пристъпите към работа, която ще приключите в рамките на деня.
22 окт 2019

Хороскоп за Близнаци

Близнаци
Случайността ще ви срещне с ценен за вас човек, от когото може да възприемете перспективни идеи. Вероятно ще се наложи да почерпите по щастлив и неочакван повод. Имате конкретни планове за бъдещата си работа, но не избързвайте. Предстои ви развитие в нова за вас посока.
22 окт 2019

Хороскоп за Рак

Рак
Късметът ви днес е много добър и шансовете ви за успех в професионалните ви търсения са значителни. Предизвикателствата в бизнеса няма да изискват от вас големи усилия и ще се справите с лекота. Пренебрегвате критиките на близките си, но не забравяйте, че те са градивни и целят само вашето добро представяне.
22 окт 2019

Хороскоп за Лъв

Лъв
Проявената ви инициатива в сферата, която ви интересува ще ви донесе предимства и задоволи очакванията ви. Имате потенциал да се справите с всичко, което пожелаете, стига да не се отказвате. Търсете сътрудничеството на хората, които цените. Съвместните ви изяви ще са успешни.
22 окт 2019

Хороскоп за Дева

Дева
Има в живота ви нещо или някой, чието въздействие е особено позитивно. Тази нова тръпка ще ви донесе вълнуващи изживявания, а с постигнато ще поставите основите на бъдещо начинание. С финансовата и морална подкрепа, която имате ще бъдете мотивирани да се трудите и да успявате.
22 окт 2019

Хороскоп за Везни

Везни
За работата ви денят ще бъде успешен. Лесно печелите симпатии, очаровайки другите с естественото си присъствие. Денят е подходящ както за финансови операции, така и за пътувания. Нуждаете се и от повече лично време. Момента е подходящ да си го позволите. Не бъдете прекалено критични към себе си.
22 окт 2019

Хороскоп за Скорпион

Скорпион
Изпълнени сте с добри намерения да приключите делова задача и това допълнително ще ви мотивира да й се посветите и днес. Ще си осигурите нужните ви средства и ще планирате почивката си. Харесвани неща ще станат ваши и ще повишат настроението ви, давайки простор и на щедростта ви към други хора.
22 окт 2019

Хороскоп за Стрелец

Стрелец
Днес социалните ви контакти са повече от задоволителни. Чувствате се добре сред хора, а и получавате уверения за симпатиите, които те изпитват към вас. Работата ви като цяло е спокойна, но може да се наложи да проявите повече инициативност по определен въпрос, за да го тласнете във вярната посока. Денят не е подходящ за рисковани операции.
22 окт 2019

Хороскоп за Козирог

Козирог
Имащи добри намерения, ще потърсите близостта на хората, с които да ги осъществите. С някои от тях ще се наложи да поработите повече, привеждайки в желаната посока личните си взаимоотношения, но в името на бизнеса, ще го направите. Любовта ви кара да се чувствате желани и това ви дава допълнително сили.
22 окт 2019

Хороскоп за Водолей

Водолей
Рутинни занимания или стартиране на нова работа са сред възможностите на деня. Цените свободното си време и в тази връзка ще се подготвите за предстоящите почивни дни. Други ще хвърлят усилия в една сделка, но резултатът няма да ги разочарова. Новите придобивки ще направят живота ви по-приятен.
22 окт 2019

Хороскоп за Риби

Риби
Терзанията ви по отношение на някого могат да продължат, за това потърсете контакт с него и се изяснете. На работното място ще се възползвате от толерантното поведение на колега към вас. Сами ще намерите прекият път към човека, който ви вълнува, ако сте искрени и естествени.
22 окт 2019
Последни новини