Nový kvantový stav zvyšuje vodivost materiálu o miliardu procent
Vědci z Georgijské techniky objevili nový kvantový stav ve zvláštním materiálu. Tým zjistil, že působením magnetického pole se elektrická vodivost materiálu zvýšila o miliardu procent, jak píše server New Atlas.
Je známo, že některé materiály mění svou vodivost v reakci na změnu magnetického pole, což je vlastnost nazývaná magnetorezistence. V nové studii to však materiál dokázal v neuvěřitelné míře. Materiál je slitinou manganu, křemíku a telluru, která má podobu osmiúhelníkových buněk uspořádaných do vzoru včelí plástve a poskládaných do plátů.
Elektrony se pohybují podél vnější strany těchto osmiúhelníků, ale když není aplikováno magnetické pole, pohybují se náhodnými směry, což způsobuje „dopravní zácpu“. Díky tomu se materiál účinně chová jako izolant. Když se však přiloží magnetické pole, elektrony se začnou pohybovat v určeném směru, což jim umožní rychle proudit a generovat elektrický proud. Tím vzniká velmi účinný vodič. Ve skutečnosti jde o zvýšení vodivosti o sedm řádů. Jinými slovy, jde o zvýšení o jednu miliardu procent.
Nejzajímavější je, že tento spínač funguje pouze tehdy, když je magnetické pole přiloženo kolmo k povrchu materiálu. U všech ostatních známých materiálů, které vykazují magnetorezistenci, nemá úhel magnetického pole na sílu efektu žádný vliv. „Tento jev je v rozporu se všemi existujícími teoretickými modely a experimentálními precedenty,“ řekl Itamar Kimchi, autor studie. V dalších experimentech tým zjistil, že přepínač lze spustit také přivedením elektrického proudu. Ten však probíhá pomaleji a přechod trvá několik sekund nebo minut.
Podle týmu by tato druhá verze mohla být okamžitě použitelná v kvantových zařízeních, jako jsou počítače, senzory a komunikační systémy. Předtím však bude třeba provést další výzkum, aby bylo možné lépe porozumět tomuto novému kvantovému stavu a prozkoumat další materiály, které by mohly fungovat stejným způsobem. Výzkum byl publikován v časopise Nature.
Zdroj: newatlas.com, nature.com, redakce