Исследователи Венского технологического университета открыли новый квантовый эффект, названный "квантовой пуповиной". Этот феномен связывает энергетические состояния металлов и изоляторов и, как выяснилось, присущ многим материалам. Работа опубликована в журнале Nature Communications (NatCom).
Электроны в атомах и твердых телах могут обладать только определенными уровнями энергии.
В металлах эти энергетические состояния связаны полосами, позволяя электронам свободно двигаться и проводить ток. В изоляторах между такими полосами существуют запрещенные зоны, через которые электроны пройти не могут.Ученые показали, что при изменении силы взаимодействия между электронами в материале (например, через добавление атомов других элементов) может возникнуть новое состояние. Одна энергетическая полоса разделяется на две, но первоначально они остаются соединенными своеобразной "пуповиной".
"Мы обнаружили, что, когда две полосы энергии отделяются друг от друга, они все еще остаются связанными через квантовую связь, которая напоминает пуповину," — пояснил профессор Карстен Хельд.
Этот эффект объясняет ранее зафиксированные аномалии в экспериментах с материалами. Ученые выяснили, что "квантовая пуповина" — это не исключительное явление, а закономерный эффект, возникающий при определенных условиях.
"Открытие этого эффекта показывает, что между проводниками и изоляторами скрывается более глубокая связь, чем мы предполагали", — добавил Хельд.
Результаты работы открывают новые возможности для исследований материалов с уникальными свойствами, например, для создания высокоэффективных полупроводников. При этом эффект "квантовой пуповины" можно рассматривать как новый класс состояний, который может сыграть ключевую роль в развитии электроники.
Свежие комментарии