Физики обнаружили новые состояния вещества: как это изменит наши технологии

Исследование опубликовано в журнале Nature, пишет Earth.

Эффект Холла впервые наблюдался в 1879 году, когда физик Эдвин Холл заметил, как электроны перемещаются в одну сторону металлической полосы под действием магнитного поля. Но гораздо позже ученые обнаружили подобное поведение при низких температурах, которое теперь известно, как дробный квантовый эффект Холла. Это означает, что множество электронов, действующих сообща, могут создавать новые частицы с зарядом, меньшим, чем заряд любого отдельного электрона, говорят ученые.

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

Эти дробные заряды озадачили многих физиков и было предсказано существование многих новых квантовых состояний вещества. За последние несколько десятилетий физики искали их в разных материалах.

Авторы нового исследования обнаружили, что скручивание сверхтонких слоев определенных кристаллов перестраивает их электроны. Это называется муаровым узором и он подготавливает почву для необычных квантовых эффектов. Одним из результатов является скрытое внутреннее магнитное поле, которое возникает даже при отсутствии внешнего магнита.

Ученые говорят, что некоторые из обнаруженных квантовых состояний вещества еще никогда не видели физики.

Во время исследования физики обнаружили в материале то, что они считают частицами под названием неабелевы анионы, которые несут дробные заряды. Физики считают, что эти необычные чатицы могут хранить информацию лучше, чем стандартные биты, благодаря топологическим свойствам.

Многие предыдущие попытки обнаружить новые квантовые состояния вещества, а также эти экзотические частицы основывались на сильных магнитах для подталкивания электронов. Проблема заключалась в том, что сверхпроводящие материалы, часто используемые в квантовых вычислениях, отбрасываются магнитными полями. Скрученный дителлурид молибдена, по-видимому, решает этот конфликт, самостоятельно создавая внутренние магнитные поля.

Ученые долгое время пытались разработать топологические квантовые компьютеры, которые могли бы избежать многих форм шума при проведении вычислений. Идея заключается в том, что сплетенные группы неабелевых анионов могли бы зафиксировать данные в надежных состояниях. Поиск способов создания этих состояний без магнитов — это большая проблема, но теперь, кажется, она решена.

Пока неизвестно, какое из обнаруженных квантовых состояний окажется наиболее полезным для практического применения. Но физики считают, что некоторые из них помогут создать более надежные квантовые компьютеры.

Как уже писал Фокус, физики, который уже неоднократно заявлял о том, что наша Вселенная может быть на самом деле симуляцией, предоставил новые доказательства того, что Вселенная может быть гигантским компьютером. А гравитация в ней играет совсем не ту роль, о которой мы знаем.

Также Фокус писал о том, что астрономы сделали самые лучшие фотографии планет, которые рождаются вокруг звезд. Ученые получили самые четкие, самые подробные на сегодняшний день изображения молодых планетных систем, где планеты только начинают формироваться.