Революція у фізиці: відкрито новий стан квантової матерії, який змінить майбутнє технологій

Фізики відкрили нову фазу квантової матерії з незвичайними електронно-дірковими парами. Стійкість матеріалу до радіації вказує на можливі прориви в квантових технологіях і створенні майбутніх комп’ютерів, придатних для використання в космосі.

Про це йдеться у матеріалі scitechdaily.

Вчені з Каліфорнійського університету, що в американському місті Ірвайн, ідентифікували новий квантовий стан, що має потенціал для створення енергоефективних пристроїв. Його стійкість до радіації робить його особливо цінним для космічних місій.

Дослідники виявили раніше невідомий стан квантової матерії. За словами команди, це відкриття може прокласти шлях для створення комп’ютерів, що можуть самостійно перезаряджатися та витримувати екстремальні умови дослідження глибокого космосу.

«Це нова фаза матерії, подібно до того, як вода може існувати в рідкому стані, у вигляді льоду чи пари», — сказав професор фізики та астрономії та автор нового дослідження в журналі Physical Review Letters Луїс А. Хаурегі.

За його словами, це було лише теоретично передбачено — дотепер ніхто цього не вимірював.

Ця фаза поводиться як рідина, утворена з електронів та їхніх аналогів, відомих як «дірки», які спонтанно об’єднуються, утворюючи екзотичні структури, що називаються екситонами. Дивовижно, що і електрони, і дірки обертаються в одному напрямку. «Це абсолютно нова річ», — сказав Хаурегі. «Якби ми могли тримати це в руках, воно світилося б яскравим, високочастотним світлом».

Матеріали та умови експерименту

Цю фазу було виявлено в матеріалі, розробленому в Каліфорнійському університеті в Ірвайні доктором Цзінью Лю, першим автором дослідження. Хаурегі та його колеги підтвердили його існування за допомогою потужних магнітних полів у Національній лабораторії Лос-Аламоса (LANL) у Нью-Мексико.

«Якщо ви хочете, щоб комп’ютери в космосі працювали довго, це один зі способів досягти цього», — говорить Луїс Хаурегі.

Щоб створити цей незвичайний квантовий стан, дослідники піддали матеріал — пентателурид гафнію — впливу сильного магнітного поля до 70 Тесла. (Для порівняння, потужний магніт на холодильник створює близько 0,1 Тесла). У цих умовах матеріал продемонстрував своє перетворення в нову квантову фазу.

Значення для майбутніх технологій

Хаурегі пояснив, що коли його команда застосувала магнітне поле, «здатність матеріалу проводити електрику раптово впала, показуючи, що він перетворився в цей екзотичний стан», — сказав він. «Це відкриття є важливим, оскільки воно може дозволити передавати сигнали за допомогою спіну, а не електричного заряду, пропонуючи новий шлях до енергоефективних технологій, таких як спін-електроніка або квантові пристрої».

На відміну від звичайних матеріалів, що використовуються в електроніці, на цю нову квантову матерію не впливає жодна форма радіації, що робить її ідеальним кандидатом для космічних подорожей.

«Це може бути корисним для космічних місій», — сказав Хаурегі.

Він додав, якщо людина хоче, щоб комп’ютери в космосі працювали довго, це один зі способів досягти цього.

Такі компанії, як SpaceX, планують пілотовані космічні польоти на Марс, і для цього ефективно потрібні комп’ютери, які можуть витримати тривалі періоди впливу радіації.

«Ми ще не знаємо, які можливості відкриються в результаті», — сказав Хаурегі.

За інформацією вчених,сингулярність чорних дір може бути не кінцем, а початком нового космічного процесу — шляху до білої діри.

Президент України Володимир Зеленський та президент Франції Еммануель Макрон Мати й дитина Парад у Пекіні 3 вересня 2025 року / © Associated Press Навіщо читати перед сном: топ-3 причин зробити книжку своєю вечірньою звичкою / © Credits