Сегодня 23 сентября 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 🔥
Perplexity запустила ИИ-агента для электронной почты — он будет копаться в Outlook и Gmail за $200 в месяц 10 ч.
Комедийное приключение The Dungeon Experience от автора Paradigm заручилось поддержкой Devolver Digital и получило демоверсию в Steam 11 ч.
Американский TikTok избавят от китайских корней — Oracle с нуля переобучит рекомендательный алгоритм 13 ч.
Konami поинтересовалась, ремейки каких Metal Gear фанаты хотят увидеть после Metal Gear Solid Delta: Snake Eater 14 ч.
Обновление Windows 11 сломало приложения для Blu-ray и цифрового ТВ 15 ч.
Майкл Делл, Ларри Эллисон и Лахлан Мёрдок войдут в группу покупателей американского сегмента TikTok 15 ч.
Журналисты проанализировали, почему всё меньше и меньше игр Xbox выходит на дисках 15 ч.
Навязчивые cookie-баннеры могут исчезнуть — в ЕС поняли, что они неэффективны 15 ч.
Календарь релизов — 22–28 сентября: Silent Hill f, Endless Legend 2 и Sonic Racing: CrossWorlds 16 ч.
Microsoft добавила в Windows 11 видеообои — впервые со времён Vista 17 ч.