Ученые открыли новое состояние материи с киральными свойствами

Исследователи идентифицировали новое квантовое состояние материи с киральными токами, которое может привести к революции в квантовой электронике и технологиях. Это достижение, подтвержденное прямым наблюдением с использованием итальянского синхротрона Elettra, имеет широкое применение в сенсорах, биомедицине и возобновляемых источниках энергии. Фото: SciTechDaily.com

Международная исследовательская группа определила новое состояние материи, характеризующееся наличием квантового явления, известного как киральный ток.

Эти токи генерируются на атомном уровне за счет совместного движения электронов, в отличие от обычных магнитных материалов, свойства которых возникают из квантового свойства электрона, известного как спин, и их расположения в кристалле.

Важность хиральности

Децентрализация – это свойство, имеющее большое значение, например, в науке, и это тоже необходимо понимать. ДНК. В открытом квантовом явлении хиральность токов была выявлена ​​путем изучения взаимодействия света и материи, где соответствующие токи были поляризованы. Фотон Электрон может быть испущен с поверхности материала с четко определенным спиновым состоянием.

Открытие было опубликовано в природасущественно обогащает наши знания о квантовых материалах, поиске киральных квантовых фаз и явлениях, происходящих на поверхности материалов.

Возможные применения и последствия

«Открытие существования этих квантовых состояний может проложить путь к разработке нового типа электроники, которая использует киральные токи в качестве носителей информации вместо заряда электрона», — объясняет Федерико Маццола, исследователь физики конденсированного состояния в Университет Ка' Фоскари в Венеции и руководитель исследовательской группы. Эти явления оказывают важное влияние на будущие приложения, основанные на новых киральных оптоэлектронных устройствах, а также большое влияние на область квантовых технологий для новых датчиков, а также в области биомедицина и возобновляемые источники энергии.

Обнаружение и проверка

Это исследование, рожденное на основе теоретического предсказания, впервые напрямую доказало существование этого квантового состояния, которое до сих пор оставалось загадочным и неуловимым благодаря использованию итальянского синхротрона «Элеттра». До сих пор знания о существовании этого явления фактически ограничивались теоретическими предсказаниями для определенных материалов. Их наблюдение на поверхности твердых материалов делает их очень интересными для разработки новых сверхтонких электронных устройств.

Исследовательская группа, в которую входят национальные и международные партнеры, в том числе Венецианский университет Ка Фоскари, Институт SPIN, Институт CNR Materials Officina и Университет Салерно, исследовала феномен материала, уже известного научному сообществу своими электронными свойствами. . Для приложений в сверхпроводящей спиновой электронике, но новое открытие имеет более широкую сферу применения, будучи более общим и применимым к широкому спектру квантовых материалов.

Эти материалы произвели революцию в квантовой физике и нынешнем развитии новых технологий, свойства которых выходят далеко за рамки описанных классической физикой.

Ссылка: «Признаки поверхностной орбитальной спиральной минерализации» Федерико Маццолы, Войцеха Бжески, Марии Терезы Меркальдо, Аниты Гуарино, Кьяры Бегги и Джилл А. Мива, Доменико Ди Фацио, Альберто Крибальди, Джон Фуджи, Джорджио Росси и Паскуале Орджани. Сандип Кумар Чалувади, Шини Поннатум Шалил, Джанкарло Паначчони, Анупам Яна, Винсент Полиузич, Ивана Воборник, Чангён Ким, Фабио Милито-Гранозио, Розальба Фиттипальди, Кармине Ортекс, Марио Кокко и Антонио Веккьоне, 7 февраля 2024 г., природа.
дои: 10.1038/s41586-024-07033-8