Ученые из Университета Калифорнии в Ирвайне открыли новую разновидность квантовой материи, ранее неизвестную науке. Данное состояние формируется внутри специально разработанного материала. В будущем он может стать основой для самозаряжающихся компьютеров и технологий, устойчивых к экстремальным условиям дальнего космоса, пишет ScienceDaily.
В новом состоянии вещество представляет собой жидкообразную смесь, образованную электронами и положительными зарядами («дырками»), формирующими 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 подержать материал в руках, он бы излучал яркий высокочастотный свет», — отмечают специалисты.
Впервые феномен был выявлен в Лос-Аламосской национальной лаборатории при воздействии мощнейших магнитных полей силой до 70 тесла. Для сравнения: магнит холодильника генерирует поле порядка 0,1 тесла.
Материал, использованный в эксперименте, носит название пентателлурид гафния. Под влиянием сильных магнитных полей существенно снижается его способность проводить электричество, что свидетельствует о переходе вещества в специфичное экситонное состояние. Научная команда подчеркнула значимость своего открытия, утверждая, что благодаря ему появляется возможность разрабатывать технологии, передающие сигнал через спины электронов, а не электрический ток. Такие инновационные подходы позволят создавать высокоэффективные энергетически экономичные приборы, например, устройства спиновой электроники или квантовые вычислители.
Кроме того, новооткрытое состояние обладает стойкостью к внешним воздействиям, особенно радиационным полям, что выгодно выделяет его среди большинства современных полупроводников. Таким образом, данная разработка потенциально полезна для космической отрасли, ведь длительные миссии требуют электронной аппаратуры, выдерживающей высокие уровни космического излучения.
«Эти знания пригодятся в будущих космических проектах. Чтобы построить надежные компьютеры для дальних путешествий, такие свойства будут незаменимы», — заключают авторы исследования. Подобные технологические решения важны для амбициозных проектов, наподобие освоения человеком Марса. Тем не менее пока остается неясным весь спектр возможных применений новой формы квантовой материи.
Ранее физики создали «квантовый провод», по которому масса и энергия передаются без трения и потерь.
