Физики создали квантовую жидкость, которая никогда не «замерзает»

Исследователи нашли квантовое состояние, которое напоминает жидкость, которая никогда не замерзает. Выравнивание атомов в таком состоянии остается неупорядоченным даже при сверхнизких температурах.

Международная группа физиков открыла квантовое состояние, в котором выравнивание атомов, связанное со спинами, не упорядочено даже при сверхнизких температурах. Ученым удалось охладить созданный материал практически до абсолютного нуля. При этом центральное свойство атомов — их расположение — не «замерзает», как обычно, а остается в «жидком» состоянии, сообщают авторы работы.

На первый взгляд квантовые материалы ничем не отличаются от обычных веществ, но отличия все же есть, говорят исследователи. Внутри таких материалов электроны взаимодействуют с необычной интенсивностью как друг с другом, так и с атомами кристаллической решетки. Это тесное взаимодействие приводит к мощным квантовым эффектам, которые проявляются не только в микроскопическом, но и в макроскопическом масштабе.

Благодаря этим эффектам квантовые материалы обладают необычными свойствами. Например, они могут проводить электричество совершенно без потерь при низких температурах. При этом даже незначительных изменений температуры, давления или электрического напряжения достаточно, чтобы коренным образом изменить поведение материала.

Квантовая жидкость. Изображение: Nan Tang et al., Nature Physics

В своей работе исследователи стремились создать квантовый материал, который не будет изменять своих свойств вне зависимости от температуры среды. Они использовали соединение нескольких элементов — празеодима, циркония и кислорода. Исследователи предположили, что в этом материале свойства кристаллической решетки позволят спинам электронов особым образом взаимодействовать с орбиталями, по которым они «движутся» вокруг ядер атомов.

После серии попыток исследователям удалось создать кристаллы достаточно чистые, чтобы примеси и неоднородности не влияли на расчетные свойства. Они охладили образец до температуры в 20 мК (одна пятидесятая градуса от абсолютного нуля). Результаты экспериментов показали, что в этом состоянии материал сохраняет «жидкие свойства — спины электронов не упорядочиваются. Это первое наблюдение необычного квантового состояния, говорят авторы работы. Они сравнивают его с «водой, которая никогда не замерзнет».

Криогенная установка, использованная в эксперименте. Изображение: Jürgen Jeibmann, HZDR

Новое квантовое состояние можно будет использовать для разработки высокочувствительных квантовых датчиков, полагают ученые. Поскольку их квантовая природа делает их чрезвычайно чувствительными к внешним раздражителям, такие датчики могут регистрировать магнитные поля или температуры с гораздо большей точностью, чем обычные устройства.


Читать далее:

Яйцо сбросили из космоса: посмотрите, что с ним стало

Поедающая мозг амеба распространяется в США: есть ли опасность для России

Посмотрите, как выглядит женщина Тора. Она жила 800 лет назад

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Темные фабрики: будущее промышленности без человека
Мнения
Астрономы открыли рекордно далекую от звезды суперземлю
Космос
Датские ученые омолодили стволовые клетки, изменив их «диету»
Наука
Биологи описали стратегии любви у мышей: защищаться или «странствовать»
Наука
Якутские инженеры создали боевого «Скорпиона» для битвы роботов
Новости
Количество DDoS-атак удвоилось в первом квартале 2025 года
Новости
Сдвиг поверхности земли при землетрясении зафиксировали из космоса
Космос
Не так уж жарко: выяснилось, какая погода была на Марсе в прошлом
Космос
Целый океан исчез на Земле: как это изменило историю нашей планеты
Наука
Минцифры запускает эксперимент с ИИ на «Госуслугах»: что он будет делать
Новости
Сжигать жир можно с помощью мыслей: как это работает
Наука
Маркетплейсы превратили шопинг в зависимость: как не потратить свои деньги
Наука
ChatGPT научили материться, как сантехника Валеру из Омска
Новости
Написать научный труд в эпоху нейросетей: как сделать ИИ помощником?
Мнения
Следы «долгожданной» черной дыры нашли в соседней галактике
Космос
В Анапе испытали устройство для сбора мазута со дна моря
Наука
Филиппинские физики создали дешевые жидкие линзы из обычной воды
Наука
Perplexity вслед за OpenAI заявила в суде о желании приобрести Chrome
Новости
В МГУ разработали математическую модель для предотвращения давки
Наука
Посмотрите на самое подробное изображение Солнца, сделанное зондом Solar Orbiter
Космос