Открыто новое квантовое состояние материи с «трансмерным» движением электронов
Исследовательская группа из Нанкинского университета (Китай) под руководством Лэй Вана обнаружила ранее неизвестное квантовое состояние материи. В этом состоянии электроны перемещаются способом, который не укладывается в рамки традиционных двухмерных или трехмерных физических моделей.
В физике состояния материи часто классифицируются по характеру движения электронов, зависящему от атомной структуры материала. В ходе эксперимента ученые изучали тонкий углеродный материал с ромбовидным расположением атомов, рассчитывая зафиксировать в нем высокоэффективные электрические токи. Однако при воздействии магнитного поля исследователи столкнулись с неожиданным поведением частиц, которое они назвали «трансмерным аномальным эффектом Холла» (TDAHE).
Классический эффект Холла возникает, когда магнитное поле заставляет электроны отклоняться к краю материала. В магнитных материалах этот процесс усложняется. В новом эксперименте физики применили два взаимно перпендикулярных магнитных поля и обнаружили, что электроны совершают петлеобразные движения одновременно в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Считалось, что материал толщиной от 2 до 5 нанометров слишком тонок для поддержания подобных объемных перемещений.
По словам Лэй Вана, явление стало полной неожиданностью и не было предсказано ни одной из существующих теорий. Изначально команда списывала результаты на сбой оборудования, однако год дополнительных проверок и тестов на различных образцах подтвердил точность данных. Авторы исследования подчеркивают, что термин «трансмерный» используется для описания принципиально нового физического режима, который не является ни переходом, ни простой смесью 2D- и 3D-состояний.
В дальнейшем команда Нанкинского университета намерена заняться поиском проявлений «трансмерной физики» в других материалах. Для более глубокого изучения нового состояния ученые планируют задействовать высокоточные инструменты, включая датчики магнитного поля на основе алмазов.
Залогиньтесь, чтобы писать комментарии