Физики объединили два "невозможных" материала в экзотическую структуру: это изменит технологии

Исследование опубликовано в журнале Nano Letters, пишет Interesting Engineering.

Физики создали специальное устройство под названием Q-DiP, чтобы создать экзотическую квантовую структуру, существование которой когда-то считалось невозможным. Но эта структура, как считают ученые, может привести к созданию новых материалов, необходимых для квантовых технологий.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Ученые объединили титаната диспрозия с пирохлориридатом и создали уникальную слоистую атомную структуру в виде микроскопического сэндвича.

Титанат диспрозия – это неорганическое соединение, которое используют в ядерных реакторах для улавливания радиоактивных материалов. Титанат диспрозия, также известен как спиновый лед. Крошечные магниты внутри материала, называемые спинами, расположены таким образом, что выглядят точно так же, как структура водяного льда. Структура крошечных магнитов в спиновом льду позволяет им появляться в виде частиц, известных как магнитные монополя. Но в природе в свободной форме эти частицы не существуют. Магнитный монополь — это частица, которая действует как магнит, но только с одним полюсом.

Пирохлориридат – это магнитный полуметалл, который используют в экспериментальных исследованиях из-за его отличительных электронных и магнитных свойств. Этот полуметалл является экзотическим материалом, ведь содержит крошечные частицы, известные как называемые фермионы Вейля, которые перемещаются почти со скоростью света. Пирохлориридат может очень хорошо проводить электричество, необычным образом реагировать на магнитные поля и демонстрировать особые эффекты при воздействии электромагнитных полей.

По отдельности оба материала считались "невозможными" из-за их уникальных свойств, которые бросают вызов пониманию квантовой физики.

Соединить два этих материала было настолько сложно, что физикам пришлось создать новое устройство для этого. Q-DiP использует инфракрасный лазерный нагреватель с другим лазером для соединения двух слоев разных материалов в атомном масштабе. Созданный физиками крошечный сэндвич из двух материалов позволил исследовать их самые сложные квантовые свойства.

Ученые говорят, что совокупность свойств нового материала позволят его использовать в передовых технологиях, включая квантовые вычисления и особенно в квантовых датчиках следующего поколения. Квантовые компьютеры используют такие явления, как суперпозиция и квантовая запутанность, для выполнения вычислений гораздо более эффективно, чем классические компьютеры.

Особые электронные и магнитные свойства нового материала могут помочь в создании необычных, но стабильных квантовых состояний, которые необходимы для квантовых вычислений. Физики считают, что со временем сэндвич спиновый лед–магнитный полуметалл может стать основным строительным блоком в квантовой электронике.

Как уже писал Фокус, представление о Вселенной придется изменить. Ученые обнаружили, что галактики делают то, чего никто не ожидал. Астрономы обнаружили рекордную галактику, которая бросает вызов теориям.

Также Фокус писал о том, что физики недавно обнаружили новое состояние материи в магнитном материале.