16:13
Comentarii Adauga Comentariu

_ Electronii devin fracții ale ei înșiși în grafen, arată studiul

_ Electronii devin fracții ale ei înșiși în grafenul, constată studiul

Electronul este unitatea de bază a electricității, deoarece poartă o singură sarcină negativă. Aceasta este ceea ce ni se învață în fizica de liceu și este cazul în mare parte a celor mai multe materiale din natură.

Dar în stări foarte speciale ale materiei, electronii se pot fragmenta în fracțiuni din întregul lor. Acest fenomen, cunoscut sub numele de „încărcare fracțională”, este extrem de rar și, dacă poate fi controlat și controlat, starea electronică exotică ar putea ajuta la construirea de computere cuantice rezistente și tolerante la erori.

Până în prezent, acest fenomen. efectul, cunoscut de fizicieni ca „efectul Hall cuantic fracționat”, a fost observat de câteva ori și mai ales sub câmpuri magnetice foarte mari, atent întreținute. Doar recent oamenii de știință au observat efectul într-un material care nu necesita o manipulare magnetică atât de puternică.

Acum, fizicienii MIT au observat efectul evaziv al încărcăturii fracționale, de data aceasta într-un material mai simplu: cinci straturi de grafen— un strat subțire de atom de carbon care provine din grafit și mine de creion obișnuită. Ei își raportează rezultatele în Nature.

Ei au descoperit că atunci când cinci foi de grafen sunt stivuite ca treptele unei scări, structura rezultată oferă în mod inerent condițiile potrivite pentru ca electronii să treacă prin fracții din sarcina lor totală. , fără a fi nevoie de niciun câmp magnetic extern.

Rezultatele sunt primele dovezi ale „efectului Hall anomal cuantic fracționat” (termenul „anomal” se referă la absența unui câmp magnetic) în grafenul cristalin. , un material la care fizicienii nu se așteptau să prezinte acest efect.

„Acest grafen cu cinci straturi este un sistem material în care au loc multe surprize bune”, spune autorul studiului Long Ju, profesor asistent de fizică la MIT. „Încărcarea fracțională este atât de exotică, iar acum putem realiza acest efect cu un sistem mult mai simplu și fără un câmp magnetic. Acest lucru în sine este important pentru fizica fundamentală. Și ar putea permite posibilitatea unui tip de calcul cuantic care este mai mult robust împotriva perturbațiilor.”

Co-autorii lui Ju MIT sunt autorul principal Zhengguang Lu, Tonghang Han, Yuxuan Yao, Aidan Reddy, Jixiang Yang, Junseok Seo și Liang Fu, împreună cu Kenji Watanabe și Takashi Taniguchi la Institutul Național pentru Știința Materialelor din Japonia.

Efectul Hall cuantic fracționat este un exemplu al fenomenelor ciudate care pot apărea atunci când particulele trec de la a se comporta ca unități individuale la a acționa împreună ca un întreg. Acest comportament colectiv „corelat” apare în stări speciale, de exemplu atunci când electronii sunt încetiniți de la ritmul lor normal frenetic la un târâș care permite particulelor să se simtă reciproc și să interacționeze. Aceste interacțiuni pot produce stări electronice rare, cum ar fi împărțirea aparent neortodoxă a sarcinii unui electron.

În 1982, oamenii de știință au descoperit efectul Hall cuantic fracționat în heterostructurile de arseniură de galiu, unde un gaz de electroni este limitat într-un planul bidimensional este plasat sub câmpuri magnetice mari. Descoperirea a câștigat ulterior grupului un Premiu Nobel pentru Fizică.

„[Descoperirea] a fost o afacere foarte mare, deoarece aceste încărcături unitare care interacționează într-un mod de a da ceva de genul încărcăturii fracționale a fost foarte, foarte bizar, ", spune Ju. „La acea vreme, nu existau predicții teorie, iar experimentele i-au surprins pe toată lumea.”

Acei cercetători și-au obținut rezultatele inovatoare folosind câmpuri magnetice pentru a încetini suficient electronii materialului pentru ca ei să interacționeze. Câmpurile cu care au lucrat au fost de aproximativ 10 ori mai puternice decât ceea ce alimentează de obicei un aparat RMN.

În august 2023, oamenii de știință de la Universitatea din Washington au raportat primele dovezi de încărcare fracționată fără câmp magnetic. Ei au observat această versiune „anomală” a efectului, într-un semiconductor răsucit numit ditelurură de molibden. Grupul a pregătit materialul într-o configurație specifică, despre care teoreticienii au prezis că va oferi materialului un câmp magnetic inerent, suficient pentru a încuraja electronii să se fracționeze fără niciun control magnetic extern.

Rezultatul „fără magneti” a deschis un aspect promițător. calea către calculul cuantic topologic — o formă mai sigură de calcul cuantic, în care ingredientul adăugat al topologiei (o proprietate care rămâne neschimbată în fața unei deformări sau perturbări slabe) oferă protecție suplimentară unui qubit atunci când se efectuează un calcul.

Această schemă de calcul se bazează pe o combinație de efect Hall cuantic fracționat și un supraconductor. Odinioară era aproape imposibil de realizat: este nevoie de un câmp magnetic puternic pentru a obține o sarcină fracțională, în timp ce același câmp magnetic va ucide de obicei supraconductorul. În acest caz, sarcinile fracționale ar servi ca un qubit (unitatea de bază a unui computer cuantic).

Făcând pași

În aceeași lună, Ju și echipa sa s-au întâmplat să observe și semne de sarcină fracțională anormală în grafen — un material pentru care nu existau predicții pentru prezentarea unui astfel de efect.

Grupul lui Ju a explorat comportamentul electronic în grafen, care în sine a prezentat proprietăți excepționale. Cel mai recent, grupul lui Ju a studiat grafenul pentastrat – o structură de cinci foi de grafen, fiecare stivuită ușor depărtat de alta, ca treptele unei scări.

O astfel de structură de grafen pentastrat este încorporată în grafit și poate fi obtinut prin exfoliere folosind banda Scotch. Când sunt plasați într-un frigider la temperaturi ultrareci, electronii structurii încetinesc să se târască și interacționează în moduri în care în mod normal nu ar face-o atunci când zboară la temperaturi mai ridicate.

În noua lor lucrare, cercetătorii au făcut câteva calcule și a descoperit că electronii ar putea interacționa între ei și mai puternic dacă structura pentastratului ar fi aliniată cu nitrură de bor hexagonală (hBN) – un material care are o structură atomică similară cu cea a grafenului, dar cu dimensiuni ușor diferite.

În combinație, cele două materiale ar trebui să producă o superlatice moiré — o structură atomică complicată, asemănătoare schelei, care ar putea încetini electronii în moduri care imită un câmp magnetic.

„Am făcut aceste calcule, apoi ne-am gândit: haideți”, spune Ju, care s-a întâmplat să instaleze un nou frigider cu diluție în laboratorul său MIT vara trecută, pe care echipa plănuia să-l folosească pentru a răci materialele la temperaturi foarte scăzute, pentru a studia comportamentul electronic exotic.

Cercetătorii au fabricat două mostre ale structurii hibride de grafen prin exfolierea mai întâi a straturilor de grafen dintr-un bloc de grafit, apoi folosind instrumente optice pentru a identifica fulgi cu cinci straturi în configurația în trepte. Apoi au ștanțat fulgul de grafen pe un fulg de hBN și au plasat un al doilea fulg de hBN peste structura grafenului. În cele din urmă, au atașat electrozi la structură și l-au plasat în frigider, setat la aproape zero absolut.

Pe măsură ce au aplicat un curent materialului și au măsurat tensiunea de ieșire, au început să vadă semne de încărcare fracțională. , unde tensiunea este egală cu curentul înmulțit cu un număr fracționar și unele constante fundamentale ale fizicii.

„În ziua în care am văzut-o, nu l-am recunoscut la început”, spune primul autor Lu. "Apoi am început să strigăm când ne-am dat seama că asta a fost foarte mare. A fost un moment complet surprinzător."

"Acesta a fost probabil primele mostre serioase pe care le-am pus în noul frigider", adaugă co-primul. autorul Han. „Odată ce ne-am calmat, ne-am uitat în detaliu pentru a ne asigura că ceea ce vedem este real”.

Cu analize suplimentare, echipa a confirmat că structura grafenului a prezentat într-adevăr efectul Hall anomal cuantic fracționat. Este pentru prima dată când efectul a fost observat în grafen.

„Grafenul poate fi, de asemenea, un supraconductor”, spune Ju. „Deci, ai putea avea două efecte total diferite în același material, unul lângă celălalt. Dacă folosești grafenul pentru a vorbi cu grafenul, se evită o mulțime de efecte nedorite atunci când creează o punte între grafenul și alte materiale.”

Deocamdată, grupul continuă să exploreze grafenul multistrat pentru alte stări electronice rare.

„Ne scufundăm pentru a explora multe idei și aplicații fundamentale ale fizicii”, spune el. „Știm că vor urma mai multe.”

Această poveste este republicată prin amabilitatea MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site popular care acoperă știri despre cercetare, inovare și predare MIT .


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

Ciulacu covrigarul a dus tara pe râpă. Bulgaria umilește România: Inflația a ajuns la 3% în timp ce țara noastră conduce topul exploziei în UE. Sărăcirea românilor e galopantă.

Proiecții privind populația: acestea vor fi cele mai mari șase țări din lume în 2075

_ Steaguri Hezbollah flutură la un miting terorist din New York, protestatarii atacă un protestatar care flutură steagul american și ard drapelul american strig�nd �MOARTE AMERICII�

Note pentru pătuț pentru „Procesul secolului”

_ Războiul din Ucraina, ziua 783. Zelenski: Aliaţii pot apăra Ucraina în acelaşi mod în care au protejat Israelul / Risc de accident nuclear la centrala nucleară Zaporojie

_ Iran, 'amenințare nucleară' la adresa Israelului: 'Nu vor mai avea la dispoziție 12 zile / Suntem pregătiţi să folosim arme neutilizate până acum'

_ O casă și anexele gospodăreşti - mistuite de un flăcări, la Codlea; focul a afectat şi imobilele �nvecinate

_ 'I-am fixat carcasa cu șuruburi de masă': cum au furat rușii componentele calculatorului românesc CoBra, bijuteria tehnologică a României din Epoca de Aur

_ Şeful AIEA afirmă că "ne apropiem periculos de un accident nuclear" la centrala din Zaporojie

_ Cabinetul de război israelian s-a reunit pentru a decide cum va răspunde Iranului pentru atacul de sâmbătă noaptea

_ Salman Rushdie își amintește înjunghierea în primul memoriu de la atacul aproape fatal

_ Ferigi de semințe au experimentat cu rețele complexe de nervuri ale frunzelor în urmă cu 201 milioane de ani, au descoperit paleontologii

_ Pedepsele de închisoare pentru ucigașii adolescenți ai Briannei Ghey, obsedați de tortură, NU au fost prea blânde și nu vor fi revizuite, stabilește procurorul general

_ Starul Trainspotting Ewan McGregor este forțat să intre în acțiune din cauza daunelor cauzate de apă la conacul său de 2 milioane de lire sterline din secolul al XVIII-lea, lângă Perth

_ Tudor Chirilă, atac dur la ministrul Sănătății: 'Mizerabilul domn Alexandru Rafila. Nu are igienă morală'

_ NASA caută o modalitate mai rapidă și mai ieftină de a aduce mostre de Marte pe Pământ

_ Naomi Watts și cel mai mic copil al ei, Kai, în vârstă de 15 ani, se uită unul pe celălalt în timp ce ies în rochii pline de farmec în timpul prezentării de modă Dior

_ Lumină după 5 ani de �ntuneric: adolescent operat la Iași de o tumoră gigant orbitară

_ CAMRA este implicată într-o dispută după ce a acuzat berea „Naked Ladies” de la Twickenham Brewery că este sexistă

_ Bărbat, 20 de ani, este arestat după tentativă de viol pe Tooting Common

Pactul de armare al Rusiei cu Iranul: Moscova promite Teheranului avioane de luptă și apărare aeriană, inclusiv rachete avansate capabile să doboare avioane stealth americane și israeliene

_ Cât de răspândită este consumul de alcool la minori?

_ Haos în Georgia: proteste masive și confruntări în parlament pe tema agenților străini - VIDEO

_ Ultimele știri asupra atacului Iran-Israel: Patru soldați israelieni au fost răniți într-o explozie la granița cu Liban, în timp ce cabinetul de război al țării declară că „își păstrează toate opțiunile” după întâlnire

_ Colți fantastici și unde să-i albi! Johnny Depp își dezvăluie dinții îngălbeniți la premiera Jeanne du Barry - după ce fanii au luat-o pe legenda de la Hollywood pentru igiena dentară proastă

_ EDEN CONFIDENTIAL: Iubita lui Damien Hirst, Sophie Cannell, își sărbătorește sarcina cu o ruptură plină de striptease

_ Atacul Iran-Israel REZUMAT: Patru soldați israelieni au fost răniți într-o explozie la granița cu Liban, în timp ce cabinetul de război al țării declară că „își păstrează toate opțiunile” după întâlnire

_ Iohannis participă, miercuri și joi, la reuniunea extraordinară a Consiliului European

_ 'Ghostbusters: Frozen Empire/ Vânătorii de fantome: Imperiul îngheţat' a debutat pe primul loc în box office-ul românesc de weekend - VIDEO

_ Ciucă: Ratingul S&P este o dovadă că măsurile pe care le luăm la guvernare sunt cele corecte

_ Ușurare pentru britanici, deoarece salariile depășesc inflația cu cea mai mare marjă din 2021, în ciuda semnelor că piața muncii se slăbește... dar criza de inactivitate se adâncește

_ Cum cel mai bogat om al Marii Britanii este atât de secretos, chiar și recepționerul lui nu a auzit de el

_ Cum a ajuns familia TV „viață de vis” să rămână fără adăpost și să trăiască din băncile de alimente, fugind înapoi în Marea Britanie din Portugalia – după ce a fost urmărită de sătenii care le-au numit „porci englezi” și și-au ucis animalele de companie

_ Louise Thompson dezvăluie că fiul ei, Leo, în vârstă de doi ani, este „fascinat” de geanta ei pentru stoma, deoarece spune că oamenii ar putea „învăța de la copiii lor”, care nu sunt afectați de subiecte „incomode și tabu”.

_ Sutienele sunt o necesitate de bază care ar trebui să fie scutite de TVA, spun radiologii

_ Odobescu: Am reiterat solidaritatea României cu Israelul şi condamnarea fermă a atacului Iranului

_ România, afectată azi de praful saharian

_ Specialiștii ANM au emis Cod Galben pentru jumătate de țară: ploi puternice și scad temperaturile/ HARTĂ

_ Salman Rushdie își amintește înjunghierea în primul memoriu de la atacul aproape fatal

_ Cea mai masivă gaură neagră stelară din galaxia noastră a fost găsită

_ Thom Evans își arată abdomenul cizelat și își împărtășește entuziasmul de a „întemeia o familie” cu logodnica Nicole Scherzinger înainte de nuntă în cea mai recentă filmare de copertă

_ Rom�nia dă lovitura și intră �n cel mai mare proiect din Europa: va schimba 'regulile' pe continent

_ Temperaturile scad în Bucureşti, maximele nu mai trec de 18 grade

_ SUA susține că peste 90 de rachete și drone au fost lansate din Yemen în ultimele 48 de ore

_ NADINE DORRIES: Ancheta poliției asupra Angelei Rayner NU TREBUIE să fie la Manchester

_ Mireasa proaspăt căsătorită se strecoară în piscină și se îneacă în timpul nunții ei, care a fost și o petrecere de aniversare comună pentru fiica ei

_ Keanu Reeves va fi vocea lui Shadow în 'Sonic the Hedgehog 3'

_ Pactul pentru migrație al UE, respins de Ungaria, Polonia și Slovacia, 'un pas mare' pentru România / Ce aduce nou pentru țara noastră

_ Primăria din Copenhaga este în flăcări

_ Paula Badosa s-a calificat în optimi la Stuttgart (WTA)

_ Lockheed Martin câștigă un contract de interceptor de 17 miliarde de dolari pentru a proteja patria SUA

_ Dezvăluit: Ultimele cuvinte emoționante înregistrate ale regretatei Regine - așa cum ex-premierul Liz Truss își amintește cum monarhul a fost „așa, așa de pe minge” chiar și în ultimele sale ore.

_ RUPTĂ: Indiana Fever o asigură pe GOAT Caitlin Clark ca alegere numărul 1 la draftul WNBA 2024

_ Judecătorul-șef al Britain's Got Talent, Simon Cowell, susține că deja a „determinat cine va câștiga” înaintea noilor serii – deoarece admite că „a existat o persoană către care toată lumea gravita”

_ O gaură neagră, de 33 de ori mai mare decât soarele, a fost descoperită lângă Pământ

_ Vulcanul din Islanda încă aruncă lavă, după o lună

_ NASA confirmă că obiectul misterios care s-a prăbușit prin acoperișul casei din Florida a venit de la stația spațială

_ Henry Cavill dezvăluie că așteaptă primul copil cu iubita Natalie Viscuso: „Sunt foarte încântat de asta”

_ Galeria Națională de Portret se confruntă cu reacții adverse după ce a susținut în mod greșit că comerciantul de artă a folosit sclavi pentru a-și „înființa și susține” cariera

_ Fanii ucenici sunt surprinși să vadă un cameraman filmând dintr-un scaun cu rotile - și se întreabă de ce spectacolul folosește opțiunea „buget” în loc de echipamente de înaltă tehnologie


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9

Nr. de articole la aceasta sectiune: 513, afisate in 9 pagini.