Záhadný materiál vedcom zamotal hlavy. Kvantový jav sa objavil pri izbovej teplote

Vedcom sa podarilo pozorovať vzácny kvantový jav aj pri izbovej teplote, informuje portál New Atlas. Za takéto nevídané prekvapenie môže záhadný materiál, ktorý vedcov poriadne potešil a umožnil im vykonať niečo, čo je inak možné len pri extrémne nízkych teplotách, ktoré sa blížia k absolútnej nule.

Topologický izolátor

Za nezvyčajným objavom údajne stojí záhadný materiál, ktorý je známy ako bromid bizmutitý. Vďaka nemu sa vedci pozreli lepšie na javy v materiále, ktorý je zase známy ako topologický izolátor so špeciálnymi vlastnosťami.

Elektróny ním prúdia veľmi špecificky a väčšina z neho je, ako naznačuje aj názov, izolátorom, cez ktorý elektróny nedokážu prúdiť vôbec. Avšak na povrchu a na hranách tohto materiálu sa nachádza tenučká vrstva, ktorá je vysoko vodivá a umožňuje elektrónom voľne prúdiť, navyše pri veľmi vysokej efektivite.

Kým iné kvantové systémy sú extrémne citlivé a potrebujú špecifické podmienky, často dosahujúce teploty blížiace sa k absolútnej nule, tento špeciálny materiál počas výskumu umožnil pozorovať kvantové javy v topologickom izolátore aj pri izbovej teplote.

user6614106/freepik

Dôvodom je, že bromid bizmutitý má veľmi špecifické vlastnosti, vďaka ktorým je systém chránený pred rušením a zároveň umožňuje elektrónom dosahovať takzvaný spin-orbitálny efekt, ktorý zabezpečuje ich stabilitu. Vedci nakoniec v štúdii, ktorej výsledky zverejnili v žurnále Nature Materials, potvrdili, že sa im vďaka tomuto materiálu podarilo pozorovať kvantové vlastnosti elektrónov.

Pomôže spintronike

Tím zodpovedný za túto štúdiu je presvedčený o tom, že ich výskum pomôže vo vývoji kvantových technológií, ako je napríklad spintronika. Táto moderná oblasť sa zaoberá zabezpečením a kódovaním dát pomocou spinov elektrónov a to oveľa efektívnejšie, než to zvládajú dnešné elektronické zariadenia s podobným zameraním.

University of California - Berkeley

Experti z tohto tímu sa zaoberali hľadaním podobného systému so schopnosťou fungovať pri izbovej teplote už viac ako jednu celú dekádu a ako ďalej dodáva Princetonská univerzita, s hľadaním takéhoto systému začali po tom, čo v roku 2007 objavili vôbec prvý trojrozmerný topologický izolátor.

„Po prvý raz sme dokázali, že existuje trieda topologických materiálov na báze bizmutu, ktorých topológia prežije aj izbovú teplotu. O našich výsledkoch sme úplne presvedčení,“ vysvetľuje M. Zahid Hasan, profesor fyzika na Princetonskej univerzite a vedúci autor novej štúdie, ktorá posúva kvantovú fyziku a kvantové technológie míľovými krokmi vpred.

Čítajte viac z kategórie: Novinky