Войти

Обнаружение «странного» поведения электронов позволит менять принципы связи

791
0
0

Источник изображения: topwar.ru

Китайские учёные из Нанкинского университета под руководством Лэй Вана подтвердили обнаружение странного поведения электронов в тонком углеродном материале.

Эксперимент, результаты которого ранее были опубликованы в журнале Nature, показал новый способ движения электронов, который не вписывается ни в двумерное, ни в трёхмерное пространство.

Группа физиков изучала тонкие слои материала из атомов углерода, расположенных в форме ромбов. Целью было наблюдение за идеально эффективными токами. Однако при помещении образца в магнитное поле электроны повели себя странно: они демонстрировали трансмерный аномальный эффект Холла (принято обозначать TDAHE).

В обычном эффекте Холла электроны в тонком материале под магнитным полем движутся по круговым орбитам и смещаются к краям. В новом явлении материал реагировал на два взаимно перпендикулярных магнитных поля одновременно. Электроны совершали петли как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях — хотя толщина образцов (2–5 нанометров) слишком мала для полноценного 3D-поведения и слишком велика для чистого 2D.

Сначала исследователи заподозрили ошибку. Но повторные эксперименты на разных образцах подтвердили результат. Учёные назвали это состояние «трансмерным» (transdimensional). Оно существует в промежуточном режиме, не относясь ни к хорошо изученным 2D-, ни к 3D-системам. Они утверждают, что это не «смесь» измерений, а принципиально новый режим движения элементарных частиц.

Эксперты отмечают, что такое поведение связано с нарушением симметрии в математическом описании состояний электронов. Новое состояние иногда сравнивают с так называемым «четверть-металлом», где возможности электронов ограничены особым образом. Это особое состояние материи в сильно коррелированных двумерных материалах, прежде всего в ромбоэдрическом графене. Говоря проще, в обычном металле электроны могут занимать 4 состояния в зоне проводимости: два по спину (вверх/вниз) и два по так называемой долине (valley - особенность зонной структуры графена). В четверть-металле сильные межэлектронные взаимодействия плюс внешние поля (электрическое, магнитное) «ломают» симметрию, и все носители заряда спонтанно собираются в одном единственном состоянии. Физики называют его карманом.

Открытие может повлиять на понимание квантовых материалов и развитие электроники. Теперь команда Лэй Вана планирует искать «трансмерную физику» в других веществах и изучать её с помощью более точных инструментов.

Примером возможного использования этого открытия может стать развитие систем защищённой связи, когда необходимо зашифровать сигнал особым образом. В частности, речь идёт о гипотетической системе связи с несколькими уровнями шифрования и меньшими затратами энергии.

Также открытие позволяет взглянуть по новому на сам подход к передаче электрических импульсов - к материалам, которые используются в современном мире в качестве проводников.

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Страны
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 13.10 02:25
  • 2
Комментарий к "Объект 292: Т-80 с огромной 152-мм пушкой. Зачем СССР поставил на танк орудие почти от самоходки"
  • 13.10 00:56
  • 1
Индия предложила план перемирия между Украиной и Россией из трёх пунктов
  • 13.10 00:09
  • 0
Комментарий к "«Рокоссовский спорил со Сталиным». План, спасший тысячи жизней"
  • 12.10 22:15
  • 1
Комментарий к "«Россия больше не дойная корова»: историк Спицын вскрыл истинную причину ярости Запада против Путина"
  • 12.10 21:37
  • 1
В УрФУ разработали титановый сплав, продлевающий срок эксплуатации авиадвигателей
  • 12.10 21:28
  • 1
Комментарий к "НАТО может перерезать важнейшую для России Балтийскую артерию "в течение нескольких часов" после начала атаки (The Times, Великобритания)"
  • 12.10 20:55
  • 1
После четырёхлетнего перерыва Россия и Словакия возвращают военных атташе
  • 12.10 20:02
  • 0
Комментарий к "Чем тактика современной войны в корне отличается от войны Второй Мировой"
  • 12.10 16:28
  • 0
Богодель: Раскрыта суть нового законопроекта минобороны Польши
  • 12.10 11:47
  • 2
Военный эксперт указал на крах украинской Fire Point
  • 12.10 10:54
  • 16424
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 12.10 09:28
  • 1
И снова о калининградском анклаве ("Запад упорно ведет дело к ядерной войне с Россией: сделан еще один шаг")
  • 12.10 06:04
  • 0
Комментарий к "Причины краха СССР: Как проиграть в «классики»"
  • 12.10 03:45
  • 1
НАТО проведет в Италии ядерные учения без ядерного оружия
  • 11.10 11:11
  • 2
Евкуров рассказал о новой тактике Армии России в зоне спецоперации