Vědci UC Irvine identifikovali nový kvantový stav s potenciálem pro energeticky efektivní zařízení. Jeho odolnost proti radiaci je obzvláště cenná pro vesmírné mise.
Vědci na Kalifornské univerzitě v Irvine identifikovali dříve neznámý stav kvantové hmoty. Podle týmu by tento objev mohl připravit cestu pro počítače, které se dobíjí a vydrží extrémní podmínky průzkumu hlubokého prostoru.
„Je to nová fáze hmoty, podobná tomu, jak může voda existovat jako kapalina, led nebo pára,“ řekl Luis A. Jauregui, profesor fyziky a astronomie v UC Irvine a odpovídající autor nového Fyzikální kontrolní dopisy. „Bylo to pouze teoreticky předpovídáno – dosud to nikdo nikdy změřil.“
Fáze se chová jako tekutina tvořená elektrony a jejich protějšky, známé jako „díry“, které spontánně spárují a vytvářejí exotické struktury zvané excitony. V překvapivém zvratu se elektrony i otvory otáčí stejným směrem. „Je to jeho vlastní nová věc,“ řekl Jauregui. „Kdybychom to mohli držet v našich rukou, zářilo by to jasné, vysokofrekvenční světlo.“
Materiály a experimentální podmínky
Fáze byla detekována v materiálu vytvořeném v UC Irvine postdoktorandským výzkumníkem Jinyu Liu, prvním autorem studie. Jauregui a jeho kolegové potvrdili svou existenci pomocí výkonných magnetických polí v národní laboratoři Los Alamos (LANL) v Novém Mexiku.
Pro generování tohoto neobvyklého kvantového stavu vědci odhalili materiál – hafnium pentatellurid – do intenzivního magnetického pole až 70 Teslas. (Pro srovnání, silný magnet chladničky produkuje asi 0,1 Teslas.) Za těchto podmínek materiál odhalil jeho transformaci do nové kvantové fáze.
Důsledky pro budoucí technologii
Jauregui vysvětlil, že když jeho tým aplikoval magnetické pole, „schopnost materiálu nést elektřinu náhle klesá, což ukazuje, že se proměnila v tento exotický stav,“ řekl. „Tento objev je důležitý, protože může umožnit přenášet signály spíše točením než elektrickým nábojem a nabízí novou cestu k energeticky účinným technologiím, jako je elektronika založená na spin nebo kvantová zařízení.“
Na rozdíl od konvenčních materiálů používaných v elektronice není tato nová kvantová hmota ovlivněna žádnou formou záření, což z něj činí ideální kandidát pro vesmírné cestování.
„Mohlo by to být užitečné pro vesmírné mise,“ řekl Jauregui. „Pokud chcete počítače ve vesmíru, které budou trvat, je to jeden ze způsobů, jak toho dosáhnout.“
Společnosti jako SpaceX plánují vesmírný let pilotovaný člověkem MarsA k tomu efektivně potřebujete počítače, které vydrží dlouhodobé období vystavení záření.
„Zatím nevíme, jaké možnosti se v důsledku toho otevřou,“ řekl Jauregui.
Reference: „Možný excitonický izolátor Spin-Triplete v ultraquantu limitu HFTE5“ od Jinyu Liu, Varsha Subramanyan, Robert Welser, Timothy McSorley, Triet Ho, David Graf, Michael T. Pettes, Avadh Saxena, Laurel E. Zima, Shi-Zeng Lin a Luis A. Jauregui, 22. července 2025, 22. července, 22. července, 22. července, 22 července 2025 Fyzikální kontrolní dopisy.
Doi: 10,1103/bj2n-4k2w
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
