Открыто новое электронное состояние вещества
Logo
Cover

В определенных условиях электроны, мчащиеся по «шоссе» в баллистических проводниках, могут вести себя как новые типы частиц и проявлять неприсущие им ранее свойства. Это открытие знаменует новый этап в развитии квантовой физики.   

Обычно электроны в полупроводниках или металлах движутся и рассеиваются, а также иногда смещаются в одном направлении под воздействием напряжения. Но в баллистических проводниках — в среде, вызывающей незначительное электрическое удельное сопротивление — движение электронов скорее напоминает автотрассу, по которой мчатся машины. Преимущество тут в том, что они не отдают тепло и обладают свойствами, которых нет у обычной электроники, пишет Phys.org.

Такие баллистические проводники уже существуют. Открытие же ученых из Университета Питтсбурга демонстрирует возможность электронов в баллистических одномерных каналах притягиваться друг к другу, образуя группы из двух, трех, четырех и пяти электронов, которые буквально ведут себя как новые типы частиц, новые формы электронного вещества, заявил профессор Джереми Леви, один из авторов статьи, вышедшей в Science.

Он сравнил открытие с тем, как кварки образуют нейтроны и протоны. И отметил, что свойства новых частиц родственны квантовой запутанности, лежащей в основе квантовых вычислений и передачи квантовой информации. По его мнению, ученым удалось сделать важный шаг к новому этапу развития квантовой физики.

«Во время первой квантовой революции люди открыли окружающий их мир, который управляется законами квантовой физики. Это открытие привело к пониманию периодической таблицы, поведения материалов и помогло в разработке транзисторов, компьютеров, аппаратов МРТ и информационной технологии, — сказал он. — Теперь, в XXI веке, мы смотрим на все эти странные предсказания квантовой физики, изучаем их и используем. Когда речь заходит о применении, мы думаем о квантовых компьютерах, квантовой телепортации, квантовой коммуникации, квантовых сенсорах — идеях, в которых действуют свойства квантовой природы вещества, ранее нам неизвестные».

Прорыв в квантовых технологиях совершила в конце прошлого года команда физиков из США. Теперь квантовые состояния можно интегрировать в обычные электронные устройства из карбида кремния.