Научный прорыв: ученые случайно обнаружили новое состояние материи

Научный прорыв: ученые случайно обнаружили новое состояние материи

Неожиданно для всех, ученые открыли новый способ манипулирования электрическим зарядом. Исследование получило название «новая фаза материи». Отрыл эффект ученый Свастик Кар, доцент физики в Северо-восточном университете (США).

«Это предел нашего воображения! Открытие может изменить способ обнаружения и передачи сигналов. Кроме того, оно может изменить способ восприятия вещей, хранения информации и возможностей, о которых мы, возможно, даже и не думали».

Дело в том, что способность перемещать, манипулировать и хранить электроны является ключом к подавляющему большинству современных технологий. В новой статье, опубликованной в издании Nanoscale, исследователи описали способ заставить электроны сделать что-то совершенно новое — равномерно распределить себя в стационарный кристаллический паттерн.

«Мне хочется сказать, что это почти как новая фаза материи. Она полностью «электронная».

Явление появилось, когда исследователи проводили эксперименты с кристаллическими материалами толщиной всего в несколько атомов, известными как двумерные материалы.

Такие материалы построены по повторяющейся схеме атомов, поэтому их тонкие электроны могут двигаться только в двух измерениях. Укладка этих ультратонких материалов может создать странные эффекты, потому что слои взаимодействуют на квантовом уровне.

Коллектив профессора Кар изучал два таких двумерных материала: селенид висмута и дихалькогенид переходного металла, уложенные друг на друга как листы бумаги. В резульате опытов они обнаружили нечто действительно странное.

Электроны должны отталкивать друг друга, потому что они заряжены отрицательно, и уходить от других отрицательно заряженных вещей. Однако это не то, что делали электроны в этих слоях, вместо этого они формировали стационарную третью структуру.

«Под определенными углами эти материалы, кажется, образуют способ поделиться своими электронами, что в итоге образует эту геометрическую решетку с определенной периодичностью. Мы получаем совершенно повторяемый массив чистых электронных сгустков, который находится между двумя слоями».

Команда сначала предположила, что результат был ошибкой. Кристаллические структуры двумерных материалов слишком малы, чтобы их можно было наблюдать таким образом, поэтому физики используют специальные микроскопы, которые излучают пучки электронов вместо света. Когда электроны проходят через материал, они мешают друг другу и создают узор.

Используя сложную математику и этом специфический образец, ученые старались воссоздать форму двумерного материала. Когда полученный паттерн выявил третий слой, который не мог появиться ни у одного из двух других, исследователь предположил, что что-то пошло не так при создании материала или в процессе измерения.

Не смотря на то, что подобные явления наблюдались ранее, это было только при чрезвычайно низких температурах, в то время как наблюдения исследователей были при комнатной температуре. Но после повторного тестирования и экспериментов, проведенных докторантом Захарией Хеннигаузен, их результаты остались прежними.

Таким образом, в двухмерных материалах появилась новая картина заряженных пятен в виде решетки. И эта картина изменилась с учетом ориентации вышеуказанных слоев. Арун Бансил, выдающийся профессор физики в Северо-восточном университете, считает, что это явление вызвано тем, что электроны в материале постоянно подпрыгивают:

«Это происходит потому, что они притягиваются положительно заряженными ядрами атомов и отталкиваются другими отрицательно заряженными электронами. Но в этом случае, есть что-то в том, как устроены эти заряды, — это объединение электронов по определенной схеме.

Они создают эти регионы, где есть, если хотите, какие-то «канавы в потенциальном ландшафте», которых достаточно, чтобы заставить эти электроны создать эти сгустки заряда. Единственная причина, по которой электроны превращаются в сгустки, заключается в том, что там есть потенциальная дыра».

logo

Автор публикации

не в сети 2 дня

Stanley Gorward

16
Если бы все вокруг имело научное объяснение, то развитие науки бы завершилось. Ищем, наблюдаем и находим ))
Комментарии: 13Публикации: 836Регистрация: 05-06-2016