Вчені з Каліфорнійського університету в Ірвайні виявили раніше неспостережуваний стан квантової матерії під час експериментального дослідження.

«Це являє собою нову фазу матерії — подібну до того, як вода може існувати у вигляді рідини, льоду або пари», — заявив Луїс А. Хаурегі, співавтор статті та професор фізики та астрономії.

Ця фаза нагадує рідину, утворену електронами та електронними дірками, які є позитивно зарядженими квазічастинками. Вони природним чином поєднуються, створюючи екзотичні стани, відомі як екситони. Примітно, що в цьому випадку обидва елементи мають однаковий спін.

За словами Хаурегі, хоча цей стан був теоретично передбачений, його ніколи раніше не спостерігали в експериментальних умовах.

«Це щось зовсім нове. Якби ми могли фізично тримати це, воно випромінювало б яскраве високочастотне світло», – зауважив він.

Нову квантову фазу було реалізовано у зразку пентателуриду гафнію (HfTe5). Прорив стався завдяки застосуванню потужного магнітного поля до 70 тесла — для порівняння, стандартний побутовий магніт виробляє лише 0,1 тесла.

«Після застосування поля ми спостерігали раптове падіння електропровідності. Це свідчить про перехід до нового екзотичного стану», – пояснив Цзіньюй Лю, постдокторант лабораторії Хаурегі, який розробив матеріал, використаний в експерименті.

Лю зазначив, що це відкриття дозволяє передавати сигнал не через електричний заряд, а через спін, що може прокласти шлях для розробки енергоефективних квантових або спінтронних пристроїв.

Ще однією перевагою є те, що матерія в цьому нещодавно відкритому стані стійка до різних форм випромінювання, що відкриває можливості для застосування в електроніці, призначеній для космічних подорожей.

«Це може виявитися корисним для космічних місій. Якщо комп’ютерам потрібно витримувати екстремальні умови, це може бути життєздатним рішенням», – наголосив Хаурегі.

Варто зазначити, що дослідники з Хубейського університету, Академії точних вимірювань Китаю та Ланьчжоуського університету запропонували новий дизайн квантових батарей.

Источник