Pētnieki ir identificējuši jaunu vielas kvantu stāvokli ar hirālām strāvām, kas varētu izraisīt revolūciju kvantu elektronikā un tehnoloģijās. Šis sasniegums, ko apstiprina tiešais novērojums, izmantojot itāļu Elettra sinhrotronu, plaši izmanto sensorus, biomedicīnu un atjaunojamo enerģiju. Kredīts: SciTechDaily.com
Starptautiska pētniecības grupa ir identificējusi jaunu vielas stāvokli, ko raksturo kvantu parādība, kas pazīstama kā hirālā strāva.
Šīs strāvas tiek ģenerētas atomu mērogā elektronu kooperatīvās kustības rezultātā, atšķirībā no parastajiem magnētiskajiem materiāliem, kuru īpašības izriet no elektrona kvantu īpašību, kas pazīstama kā spin, un to izvietojums kristālā.
Chiralitātes nozīme
Decentralizācija ir ļoti svarīga īpašība, piemēram, zinātnē, un tā arī ir jāsaprot DNS. Atklātajā kvantu fenomenā strāvu hiralitāte tika atklāta, pētot gaismas un matērijas mijiedarbību, kur atbilstošas strāvas tika polarizētas Fotons Elektronu var izstarot no materiāla virsmas ar precīzi noteiktu spina stāvokli.
Atklājums tika publicēts dababūtiski bagātina mūsu zināšanas par kvantu materiāliem, hirālo kvantu fāžu meklēšanu un parādībām, kas notiek uz materiālu virsmas.
Iespējamie pielietojumi un sekas
“Šo kvantu stāvokļu esamības atklāšana var pavērt ceļu jauna veida elektronikas attīstībai, kas izmanto hirālās strāvas kā informācijas nesējus, nevis elektronu lādiņu,” skaidro Federiko Mazzola, kondensēto vielu fizikas pētnieks. Ca' Foscari universitāte Venēcijā un pētnieku grupas vadītājs. Šīm parādībām ir liela ietekme uz turpmākajām lietojumprogrammām, kuru pamatā ir jaunas hirālās optoelektroniskās ierīces, un liela ietekme uz kvantu tehnoloģijām jauniem sensoriem, kā arī biomedicīna un atjaunojamā enerģija.
Atklāšana un pārbaude
Šis pētījums ir dzimis no teorētiskas prognozes, un tas pirmo reizi ir tieši pierādījis šī kvantu stāvokļa esamību, kas līdz šim ir palicis noslēpumains un nenotverams, pateicoties itāļu sinhrotrona Elettra izmantošanai. Līdz šim zināšanas par šīs parādības esamību faktiski aprobežojās ar teorētiskām prognozēm par atsevišķiem materiāliem. To novērojumi uz cieto materiālu virsmām padara tos ļoti interesantus jaunu īpaši plānu elektronisko ierīču izstrādei.
Pētniecības grupa, kurā ietilpst nacionālie un starptautiskie partneri, tostarp Venēcijas Ca' Foscari universitāte, SPIN institūts, CNR Materials Officina institūts un Salerno universitāte, pētīja tāda materiāla fenomenu, kas zinātnieku aprindām jau ir zināms tā elektronisko īpašību dēļ. . Lietojumprogrammām supravadītāja griešanās elektronikā, taču jaunajam atklājumam ir plašāks darbības joma, jo tas ir vispārīgāks un piemērojams plašam kvantu materiālu klāstam.
Šie materiāli rada apvērsumu kvantu fizikā un pašreizējo jauno tehnoloģiju izstrādē, kuru īpašības ievērojami pārsniedz klasiskās fizikas aprakstītās īpašības.
Atsauce: “Virsmas orbitālās spirālveida mineralizācijas paraksti”, autori Federiko Mazzola, Vojcehs Bžeskis, Marija Terēza Merkaldo, Anita Gvarino, Kjara Bedži un Džila A. Miva, Domeniko Di Fazio, Alberto Kribaldi, Džons Fudži, Džordžo Rosi un Paskvāle Orgiani. Sandeep Kumar Chaluvadi, Shini Ponnathum Shaleel, Giancarlo Panaccioni, Anupam Jana, Vincents Poliuzic, Ivana Vobornik, Changyoung Kim, Fabio Milito-Granozio, Rosalba Fittipaldi, Carmine Ortex, Mario Cocco un Antonio Vecchione, 4., 20. februāris daba.
doi: 10.1038/s41586-024-07033-8
