Сегодня 09 мая 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные перевели атомы в «пограничное состояние» — оно обещает прорыв в сверхпроводимости

Учёные Массачусетского технологического института (США) перевели атомы в экзотическое «пограничное состояние», в котором они свободно перемещаются без трения. Исследовательский проект может сыграть большую роль в создании сверхпроводящих материалов.

 Источник изображения: news.mit.edu

Источник изображения: news.mit.edu

Двигаясь по различным веществам, электроны встречают сопротивление разного уровня. В изоляторах движение электронов отсутствует или является незначительным, в полупроводниках оно происходит лишь отчасти, в проводниках — в значительной мере, а в сверхпроводниках движение происходит вообще без какого-либо сопротивления. В теории сверхпроводящие материалы можно будет использовать для высокоскоростной передачи данных и энергии, а создаваемое ими сильное электромагнитное поле окажется полезным в левитирующем высокоскоростном транспорте.

Изучение движения электронов — задача сложная, потому что эти частицы чрезвычайно малы и движутся очень быстро. Поэтому в рамках исследовательского проекта американские учёные заставили аналогичным образом вести себя атомы, более крупные и медленные. Они изучали сверхпроводимость в «пограничных состояниях» (edge states). В некоторых материалах электроны могут беспрепятственно двигаться только по определенным участкам — когда на их пути возникают препятствия, электроны их огибают, а не отскакивают. Применительно к электронам такие состояния длятся считанные фемтосекунды (квадриллионные доли секунды) и ограничиваются расстояниями в доли нанометра, поэтому проводить измерения в таких условиях очень сложно.

Чтобы преодолеть эту проблему, американские учёные построили установку, где такая же физика работает на уровне атомов на участках в несколько микронов при продолжительности в несколько миллисекунд. Для этого они поместили в лазерную ловушку около миллиона атомов натрия при температуре, близкой к абсолютному нулю, и начали быстро вращать их по кругу. В таких условиях ловушка втягивает атомы внутрь, центробежная сила выталкивает их наружу — на уровне атомов получает некое подобие плоского мира, который в реальности вращается. И есть ещё третья сила — сила Кориолиса, которая отклоняет атомы при движении по прямой линии. В результате крупные частицы начинают вести себя подобно электронам в магнитном поле.

После этого учёные установили границу — кольцо лазерного света вокруг внешней стороны участка. Касаясь этого кольца, атомы «прилипали» к нему, свободно перемещаясь по границе в одном направлении. Далее учёные установили в системе несколько препятствий — направили в лазерное кольцо несколько световых точек, но атомы не отскакивали от препятствия, а начали его огибать. Такое движение атомов соответствует поведению электронов в «пограничном состоянии», но на уровне более крупных частиц этот процесс впервые удалось наблюдать напрямую. Эту модель исследователи смогут использовать для проверки новых теорий, чтобы узнать больше о физике сверхпроводников, вводя в систему новые препятствия и осуществляя взаимодействия, последствия которых пока представляются непредсказуемыми.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Критики вынесли вердикт Doom: The Dark Ages — лучшая игра серии или шаг назад? 2 мин.
Доход Apple App Store в минувшем году оценили более чем в $10 миллиардов — и это только в США 54 мин.
Killing Floor 3 выйдет на четыре месяца позже обещанного — объявлена новая дата релиза 2 ч.
Сэм Альтман переобулся и теперь утверждает, что госрегулирование ИИ поставит крест на лидерстве США 5 ч.
Доставка прибудет по расписанию: курьерский экшен Death Stranding 2: On the Beach ушёл на золото за полтора месяца до релиза 7 ч.
В Telegram добавились маркетплейс подарков, публикация нескольких историй сразу и автоматический перевод в каналах 8 ч.
«Лучшая карточная игра с RPG-элементами»: с 2022 года пользователи The Witcher 3: Wild Hunt наиграли в «Гвинт» более 458 миллионов партий 8 ч.
Исследовательскую лабораторию ИИ в Meta возглавил выходец из Google DeepMind 9 ч.
Хоррор-шутер Alien: Rogue Incursion Evolved Edition отправит игроков выживать под натиском небывало хитрых ксеноморфов — трейлер и дата выхода 11 ч.
Сэм Альтман передал управление ChatGPT новому руководителю, а сам займётся исследованиями 13 ч.