2008-10-24
Открыто новое состояние материи
Используя комбинацию сверхсильных магнитных полей и холода, в 100 раз более сильного, чем в межзвёздном пространстве, экспериментаторы из университета Макгилла () получили новое состояние материи — квазитрёхмерный электронный кристалл.
Необычная структура из электронов образовалась в неком полупроводниковом материале, сходном с теми, что используются для создания микросхем. Этот факт открывает заманчивые перспективы для совершенствования электроники, но сначала физикам ещё предстоит разобраться — что же у них получилось.
Краткий экскурс: так называемый двухмерный электронный кристалл был предсказан венгерским физиком (Eugene Wigner) в 1934 году, а на практике его удалось получить в 1990-х. Такая система электронов возникает на границе двух материалов при ультранизких температурах и приложении чрезвычайно сильного магнитного поля перпендикулярно плоскости. При этом электроны могут двигаться в самой плоскости, но не способны выйти из неё.
Теперь исследователи из университета Макгилла, как они сообщают, воспользовались мощнейшим магнитом, работающим во Флориде (очевидно, подразумевается одна из установок , в составе которой есть постоянные и импульсные магниты на 45, 60 и даже 100 тесла), чтобы пойти в подобном опыте дальше.
В дополнение к перпендикулярному магнитному полю они приложили к образцу сверхсильное поле в плоскости, в которой образовывался "обычный" двухмерный электронный кристалл.
Взаимодействие его с дополнительным полем приводило к преобразованию кристалла в квазитрёхмерный. (Чему и посвящена устроителей опыта в Nature Physics.)
"Это не вполне 3D, — пояснил один из авторов работы Гийом Жерве (Guillaume Gervais). — Мы имеем дело с переходом между состояниями — совершенно новым явлением. Это одна из вещей, которую любят теоретики. Теперь они ломают головы и пытаются скорректировать свои модели".
Также Гийом объяснил, что понимание тонкостей в новом состоянии материи является не только академическим вопросом. Дело в том, что по мере уменьшения размеров микросхем в них начинают проявляться квантовые эффекты: электроны начинают вести себя коллективно, взаимодействовать так, что обычные 0 и 1, отображаемые в цепях этими самыми электронами, — теряют смысл.
Появление квазитрёхмерной системы электронов — один из новых эффектов, который в будущем, быть может, физики научатся приспосабливать под свои нужды, то есть задействовать как-то в необычных полупроводниковых устройствах.
Может, на горизонте очередное переизобретение транзистора?
Возможно,что создатели компьютеров, уменьшая размеры кремниевых чипов, будут несетовать на негативное действие квантовых эффектов, а, напротив,возьмут их на вооружение (фото с сайта typepad.com).
Необычная структура из электронов образовалась в неком полупроводниковом материале, сходном с теми, что используются для создания микросхем. Этот факт открывает заманчивые перспективы для совершенствования электроники, но сначала физикам ещё предстоит разобраться — что же у них получилось.
Краткий экскурс: так называемый двухмерный электронный кристалл был предсказан венгерским физиком (Eugene Wigner) в 1934 году, а на практике его удалось получить в 1990-х. Такая система электронов возникает на границе двух материалов при ультранизких температурах и приложении чрезвычайно сильного магнитного поля перпендикулярно плоскости. При этом электроны могут двигаться в самой плоскости, но не способны выйти из неё.
Теперь исследователи из университета Макгилла, как они сообщают, воспользовались мощнейшим магнитом, работающим во Флориде (очевидно, подразумевается одна из установок , в составе которой есть постоянные и импульсные магниты на 45, 60 и даже 100 тесла), чтобы пойти в подобном опыте дальше.
В дополнение к перпендикулярному магнитному полю они приложили к образцу сверхсильное поле в плоскости, в которой образовывался "обычный" двухмерный электронный кристалл.
Взаимодействие его с дополнительным полем приводило к преобразованию кристалла в квазитрёхмерный. (Чему и посвящена устроителей опыта в Nature Physics.)
"Это не вполне 3D, — пояснил один из авторов работы Гийом Жерве (Guillaume Gervais). — Мы имеем дело с переходом между состояниями — совершенно новым явлением. Это одна из вещей, которую любят теоретики. Теперь они ломают головы и пытаются скорректировать свои модели".
Также Гийом объяснил, что понимание тонкостей в новом состоянии материи является не только академическим вопросом. Дело в том, что по мере уменьшения размеров микросхем в них начинают проявляться квантовые эффекты: электроны начинают вести себя коллективно, взаимодействовать так, что обычные 0 и 1, отображаемые в цепях этими самыми электронами, — теряют смысл.
Появление квазитрёхмерной системы электронов — один из новых эффектов, который в будущем, быть может, физики научатся приспосабливать под свои нужды, то есть задействовать как-то в необычных полупроводниковых устройствах.
Может, на горизонте очередное переизобретение транзистора?
