Хиральные фононы: как они меняют правила игры в квантовой механике и открывают дверь в новый мир материалов

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Как известно, квантовая механика описывает поведение частиц на микроскопическом уровне, где обычные законы физики не работают. Однако, существуют некоторые явления, которые могут проявляться и на макроскопическом уровне, если создать специальные условия. Одно из таких явлений — это сверхпроводимость, когда материал при определенной температуре теряет сопротивление электрическому току. Сверхпроводимость имеет огромное практическое значение, так как позволяет передавать энергию без потерь, создавать мощные магниты и развивать квантовые технологии.

Автор: Bing image creator

Однако, для достижения сверхпроводимости обычно требуется очень низкая температура, близкая к абсолютному нулю (-273 градуса по Цельсию). Поэтому, одной из главных задач современной науки является поиск материалов, которые могут становиться сверхпроводниками при более высоких температурах. И вот, ученые из Университета Калифорнии в Беркли и Лоуренсовской национальной лаборатории сделали прорыв в этом направлении, используя новый подход, основанный на хиральных фононах.

Фононы — это кванты звуковых волн, которые распространяются в твердых телах. Фононы влияют на тепловые и электрические свойства материалов, а также на взаимодействие между электронами. Хиральные фононы — это особый вид фононов, которые имеют определенное направление вращения, или хиральность. Хиральность — это свойство, когда объект не может быть совмещен со своим зеркальным отражением, например, левая и правая руки человека.

Ученые обнаружили, что хиральные фононы могут вызывать необычный эффект, называемый квантовой аномальной холловской эффект, когда в материале возникает перпендикулярное к току напряжение, даже если нет магнитного поля. Этот эффект связан с тем, что хиральные фононы нарушают инверсию и симметрию времени в материале, то есть делают его несимметричным относительно отражения и обращения времени. Это, в свою очередь, влияет на поведение электронов и их спинов — квантовых магнитных моментов.

Ученые показали, что квантовый аномальный холловский эффект может приводить к возникновению сверхпроводящих пар — состояний, когда два электрона с противоположными спинами связываются друг с другом и могут свободно перемещаться по материалу без сопротивления. Таким образом, хиральные фононы могут стимулировать сверхпроводимость при более высоких температурах, чем обычно.

Это открытие открывает новые перспективы для создания и изучения сверхпроводников нового поколения, которые могут работать при комнатной температуре и без магнитного поля. Такие сверхпроводники могут революционизировать области энергетики, транспорта, медицины и квантовой информатики, а также помочь понять глубинные законы природы.

11 комментариев

Добавить комментарий

h
квантовая аномальная холловская эффект — грусть, тоска, печалька (((
a
Вообще-то хиральность и «определенное направление вращения» — разные вещи.
S
Там речь, почему-то, про стереохимию и лево/право направленное вращение вектора поляризации.
А что такое хиральность в физике даже сами физики затрудняются сказать :))
108968870713368222712@google
И никого из заметивших ошибку не смутило «открытие открывает»
108152927061520020203@google
А никого не смутило, что фотоны ВНЕЗАПНО имеют какое-то отношение к звуковым волнам? Что за новое слово в физике?
118199713066128840049@google
Статью сгенерила нейросеть, инфа сотка
n
Ну всё, фсе секреты рассказали.
1
Это писала нейросеть или просто наркоман? Что за бред?

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему на дорогах устанавливают знак, похожий на медузу, и что он требует от водителя

На синем дорожном знаке изображено что-то странное. Белый полукруг, несколько длинных линий, расходящихся в стороны. С первого взгляда напоминает медузу. Причём настолько, что связь с автомобильным...

Рачок на роговице полярной акулы: почему миф о светящейся приманке не выдержал проверки

При осмотре половозрелых особей гренландской полярной акулы в арктических водах биологи фиксируют присутствие веслоногого рачка Ommatokoita elongata на роговице у 84,4% особей, а в выборках у...

Почему проект белорусского электрокара тихо закрыли (и при чём тут Китай)

Несколько лет нам обещали доступный белорусский электромобиль: по выставкам возили концепты Академии наук, а в финале показали электрический кроссовер Belgee EX50. Но громкая история закончилась...

Правда ли, что акулы старше деревьев? Почему в этом известном факте есть подвох на 200 миллионов лет

Утверждение о том, что акулы живут на Земле дольше деревьев, часто встречается в научно-популярных статьях и передачах о природе. История акул действительно насчитывает сотни миллионов лет, и они...

Ровесник Большого взрыва: в центре Млечного Пути нашли звездное скопление возрастом 13,4 миллиарда лет

Один из главных вопросов современной астрофизики — как именно и когда сформировалась наша Галактика, Млечный Путь. Согласно физическим моделям, сборка любой крупной галактики начинается...