Революция в физике: открыто новое состояние квантовой материи, которое изменит будущее технологий

Физики открыли новую фазу квантовой материи с необычными электронно-дырочными парами. Устойчивость материала к радиации указывает на возможные прорывы в квантовых технологиях и создании будущих компьютеров, пригодных для использования в космосе.

Об этом говорится в материале scitechdaily.

Ученые из Калифорнийского университета в американском городе Ирвайн идентифицировали новое квантовое состояние, имеющее потенциал для создания энергоэффективных устройств. Его стойкость к радиации делает его особенно ценным для космических миссий.

Исследователи обнаружили ранее неизвестное состояние квантовой материи. По словам команды, это открытие может проложить путь к созданию компьютеров, которые могут самостоятельно перезаряжаться и выдерживать экстремальные условия исследования глубокого космоса.

«Это новая фаза материи, подобно тому, как вода может существовать в жидком состоянии, в виде льда или пара», — сказал профессор физики и астрономии и автор нового исследования в журнале Physical Review Letters Луис А. Хауреги.

По его словам, это было лишь теоретически предусмотрено — до сих пор никто этого не измерял.

Эта фаза ведет себя как жидкость, образованная из электронов и их аналогов, известных как «дыры», которые спонтанно объединяются, образуя экзотические структуры, называемые экситонами. Удивительно, что и электроны и дыры вращаются в одном направлении. «Это совершенно новая вещь», — сказал Хауреги. «Если бы мы могли держать это в руках, оно светилось бы ярким, высокочастотным светом».

Материалы и условия эксперимента

Эта фаза была обнаружена в материале, разработанном в Калифорнийском университете в Ирвайне доктором Цзинью Лю, первым автором исследования. Хауреги и его коллеги подтвердили его существование посредством мощных магнитных полей в Национальной лаборатории Лос-Аламоса (LANL) в Нью-Мексико.

«Если вы хотите, чтобы компьютеры в космосе работали долго, это один из способов этого добиться», — говорит Луис Хауреги.

Чтобы создать это необычное квантовое состояние, исследователи подвергли материал — пентателурид гафния — воздействию сильного магнитного поля на 70 Тесла. (для сравнения, мощный магнит на холодильник создает около 0,1 Тесла). В этих условиях материал продемонстрировал свое превращение в новую квантовую фазу.

Значение для будущих технологий

Хауреги объяснил, что когда его команда применила магнитное поле, «способность материала проводить электричество внезапно упала, показывая, что он превратился в это экзотическое состояние», — сказал он. «Это открытие важно, поскольку оно может позволить передавать сигналы с помощью спина, а не электрического заряда, предлагая новый путь к энергоэффективным технологиям, таким как спин-электроника или квантовые устройства».

В отличие от обычных материалов, используемых в электронике, на новую квантовую материю не влияет ни одна форма радиации, что делает ее идеальным кандидатом для космических путешествий.

«Это может быть полезно для космических миссий», — сказал Хауреги.

Он добавил, если человек хочет, чтобы компьютеры в космосе работали долго, это один из способов этого добиться.

Такие компании, как SpaceX, планируют пилотируемые космические полеты на Марс, и для этого эффективно требуются компьютеры, которые могут выдержать длительные периоды воздействия радиации.

«Мы еще не знаем, какие возможности откроются в результате», — сказал Хауреги.

По информации ученых, сингулярность черных дыр может быть не концом, а началом нового космического процесса — пути к белой дыре.

Президент Украины Владимир Зеленский и президент Франции Эммануэль Макрон Мать и ребенок Парад в Пекине 3 сентября 2025 года / © Associated Press Зачем читать перед сном: топ-3 причины сделать книгу своей вечерней привычкой / © Credits