Танго електронів та дірок: вчені відкрили новий стан матерії

Американські дослідники з Каліфорнійського університету в Ірвайні виявили новий квантовий стан матерії, потенційно придатний для створення енергоефективних пристроїв.

За словами науковців, виявлений новий квантовий стан матерії може прокласти шлях до створення комп’ютерів, здатних самостійно перезаряджатись та витримувати екстремальні умови далекого космосу. Зокрема, цей стан відрізняється високою стійкістю до радіаційного випромінення.

У цьому стані матерія поводиться подібно до рідини. Фаза утворюється електронами та їхніми вакансіями — “дірками”, які довільно об’єднуються у пари, утворюючи квазічастинки — ексітони. Найбільш дивовижним є те, що електрони та “дірки” обертаються в одному напрямку.

 Незвичайну фазу було виявлено у матеріалі, розробленому науковцями з Каліфорнійського університету. Хаурегі та його колеги підтвердили її існування, використовуючи потужні магнітні поля у Лос-Аламоській національній лабораторії у Нью-Мексико.

Для створення цього незвичайного квантового стану дослідники піддали матеріал з пентателуриду гафнію впливу інтенсивного магнітного поля напругою до 70 Тл. Для порівняння, потужний магніт у холодильнику створює напругу близько 0,1 Тл. За словами Хаурегі, під впливом магнітного поля здатність матеріалу проводити електричні заряди суттєво знижується, що свідчить про його перехід у вкрай незвичайний стан. 

На відміну від традиційних матеріалів, які використовуються у сучасній електроніці, цей новий квантовий стан матерії не вразливий до жодної форми випромінювання. Такі компанії, як SpaceX, планують пілотований космічний політ на Марс і для його ефективного здійснення необхідні комп’ютери, здатні витримувати тривалий вплив радіації.

Результати дослідження опубліковані у журналі Physical Review Letters

Джерело: SciTechDaily