Fyzici videli kvantový jav, ktorý bol doteraz skrytý. Môže odhaliť tajomstvá supravodivosti
Fyzici z Massachusettského technologického inštitútu (MIT) urobili významný krok vo výskume kvantových materiálov. Prvýkrát sa im podarilo v reálnom čase sledovať, ako sa elektróny v materiáli organizujú, rozpadajú a opäť vytvárajú nové usporiadanie.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneVýsledky experimentu môžu pomôcť lepšie pochopiť vznik javov, ktoré patria medzi najväčšie záhady modernej fyziky vrátane supravodivosti či magnetizmu.
Elektróny sa správajú ako jeden celok
Za bežných podmienok sú elektróny v materiáli rozložené pomerne rovnomerne. Niektoré kvantové materiály sa však pri ochladení začnú správať úplne inak.
Elektróny prestanú fungovať ako jednotlivé častice a začnú sa organizovať do pravidelných vlnovitých štruktúr. Fyzici tento jav označujú ako vlna hustoty náboja (Charge Density Wave alebo CDW).
V praxi to znamená, že v niektorých oblastiach materiálu sa elektróny zhromažďujú vo vyššej koncentrácii, zatiaľ čo v iných ich je menej. Namiesto náhodného pohybu vytvárajú usporiadaný kolektívny vzor.
Práve podobné kolektívne správanie elektrónov patrí medzi základné javy, ktoré môžu viesť k vzniku supravodivosti alebo ďalších neobvyklých vlastností kvantových materiálov.
Vedci skúmali výnimočný materiál
Výskumný tím sa zameral na zlúčeninu erbium tritelurid, ktorá patrí medzi vzácne materiály schopné vytvárať až dve odlišné vlny hustoty náboja.
Prvá z nich vzniká pri ochladení približne na −8 °C. Elektróny sa usporiadajú do pravidelného vzoru orientovaného jedným smerom.
Keď vedci materiál ochladili ešte viac, približne na −113 °C, objavila sa druhá vlna. Tá vznikala kolmo na prvú a vytvorila zložitejšiu elektronickú štruktúru pripomínajúcu šachovnicu.

Práve spôsob vzniku druhej fázy zostával doteraz nejasný.
Druhá fáza nevzniká naraz
Dlhé roky sa fyzici snažili zistiť, či sa druhé elektronické usporiadanie vytvorí naraz v celom materiáli alebo sa objavuje postupne.
Nový experiment ukázal, že obe fázy vznikajú odlišným spôsobom.
Prvá vlna sa vytvára plynulo a rovnomerne v celom materiáli.
Druhá naopak nezačne existovať všade súčasne. Najprv sa objaví iba v malých izolovaných oblastiach, ktoré sa postupne zväčšujú a nakoniec sa spoja do jedného usporiadaného celku.
Ide o prvé priame pozorovanie tohto procesu v reálnom čase.
Prečo je tento objav dôležitý
Na prvý pohľad môže ísť o veľmi špecifický experiment, jeho význam však siaha oveľa ďalej.
Podobné kolektívne správanie elektrónov zohráva kľúčovú úlohu pri mnohých kvantových javoch. Medzi najznámejšie patrí supravodivosť, teda schopnosť viesť elektrický prúd bez odporu, alebo rôzne formy magnetizmu.
Vedci sa už desaťročia snažia pochopiť, ako jednotlivé elektronické fázy vznikajú, ako spolu súvisia a prečo sa niekedy navzájom podporujú, zatiaľ čo inokedy si konkurujú.
Nové pozorovanie poskytuje dôležité informácie o tom, ako sa tieto procesy odohrávajú na mikroskopickej úrovni.
Cesta k novým technológiám
Výskum zatiaľ nemá priame praktické využitie, predstavuje však ďalší krok k lepšiemu pochopeniu kvantových materiálov.
Práve tie sa považujú za základ budúcich technológií, ktoré môžu zahŕňať výkonnejšie supravodiče, úspornejšiu elektroniku či nové generácie kvantových počítačov.
Vedci zdôrazňujú, že schopnosť sledovať vznik elektronických fáz v reálnom čase otvára nové možnosti výskumu. Lepšie pochopenie správania elektrónov môže v budúcnosti pomôcť pri návrhu materiálov s vlastnosťami, ktoré dnes ešte nedokážeme spoľahlivo vytvoriť ani využiť.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Prelom vo fúznej energii. Vedci našli skratku, ako sa dostať k svätému grálu energetiky

Z Antarktídy prichádzajú záhadné signály, ktoré popierajú fyziku. Vedci ich nevedia vysvetliť

Každý ich má doma, no následky sú desivé. Brusel chystá najväčší zákaz v histórii ľudstva

Vyše 100 rokov tam ležal bez povšimnutia. Vedci odhalili prvého európskeho dinosaura svojho druhu

Slovák ukázal, z čoho budeme stavať domy na Marse. Materiál už leží priamo pod nohami
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Veľká slovenská banka hlási odstávku. Nepôjdu debetné karty ani bankomaty
PREMIUMSlovákom sľubujú výnosy až 12 %, no banky sa im vyhýbajú. Takto fungujú dlhopisy (ROZHOVOR)

Slováci si môžu natrvalo zvýšiť dôchodok o 6 % ročne. Stačí odložiť jedno rozhodnutie

Slováci majú Auto Roka 2026: Novinári aj verejnosť sa vzácne zhodli na absolútnom víťazovi

Smer by dnes vyhral len tesne. Matovičovo hnutie posilnilo, prieskum ukázal zlom (NOVÝ PRIESKUM)
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Slováci si na steny montujú energetické pasce. Za toto hrozí pokuta až do výšky 20 000 eur
- Slovenská komédia roka mieri online. Videlo ju 186-tisíc divákov, bude na jedinej službe
- Večné chemikálie sú v produkte, ktorý má doma väčšina Slovákov. EÚ chystá veľký zásah
- Na Slovensku práve spustili novú službu. Zadarmo ponúka viac ako tisíc filmov a seriálov
- Zapíš si tento dátum. Najdrahší film Christophera Nolana mieri na streamovacie služby
-
- Slováci si na steny montujú energetické pasce. Za toto hrozí pokuta až do výšky 20 000 eur
- Na Slovensku práve spustili novú službu. Zadarmo ponúka viac ako tisíc filmov a seriálov
- Slovenská komédia roka mieri online. Videlo ju 186-tisíc divákov, bude na jedinej službe
- Zapíš si tento dátum. Najdrahší film Christophera Nolana mieri na streamovacie služby
- VIDEO: Netflix odhalil fantasy za 200 miliónov. Jedna vec divákov určite nepoteší
-
- Slováci si na steny montujú energetické pasce. Za toto hrozí pokuta až do výšky 20 000 eur
- Skylink na Slovensku končí. Nahradí ho známa značka, diváci dostanú nové TV stanice
- Prekvapivá krajina má obrovský záujem o slovenské zbrane. Kúpia pokročilé systémy za milióny eur
- Automobilky majú veľkú dilemu: Kia povedala pravdu o EV, ktorú Brusel nechce počuť
- Predbehla Netflix a rastie ďalej. Slovenská streamovacia služba prilákala 800-tisíc divákov
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Veľká slovenská banka hlási odstávku. Nepôjdu debetné karty ani bankomaty
PREMIUMSlovákom sľubujú výnosy až 12 %, no banky sa im vyhýbajú. Takto fungujú dlhopisy (ROZHOVOR)

Slováci si môžu natrvalo zvýšiť dôchodok o 6 % ročne. Stačí odložiť jedno rozhodnutie

Slováci majú Auto Roka 2026: Novinári aj verejnosť sa vzácne zhodli na absolútnom víťazovi

