МОСКВА, 31 июля. /ТАСС/. Американские физики создали наноструктурированный материал на базе соединений редкоземельных металлов, титана и кислорода, на границе между слоями которого возникает экзотическая квантовая форма материи, похожая по некоторым аспектам своего поведения на жидкие кристаллы. Об этом сообщила пресс-служба Университета Ратгерс.
"Два компонента этого материала - так называемые полуметалл Вейля и спиновый лед - хорошо изучены за последние годы, однако природа взаимодействий на границе между этими формами материи оставалась загадкой. Мы изучили их и обнаружили, что при воздействии мощных магнитных полей на границе между этими материалами возникает ранее неизвестная квантовая топологическая форма материи", - пояснил научный сотрудник Университета Ратгерс (США) Ву Цзунчи, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Разработанный учеными "квантовый жидкий кристалл" представляет собой две соединенных прослойки из оксидов европия и иридия и оксидов диспрозия и титана. Первый материал представляет собой так называемый полуметалл Вейля - особую субстанцию, характер движения электронов через которую сильно зависит от состояния их спина, положения "оси вращения" этих частиц. Оксид из диспрозия и титана является спиновым льдом - экзотическим материалом с особой упорядоченной магнитной структурой, похожей на то, как распределены молекулы воды внутри льда.
Как обнаружили Ву Цзунчи и другие ученые, комбинация из этих двух экзотических форм материи обладает сразу несколькими необычными свойствами. В частности, электрическое сопротивление этой структуры волнообразным образом меняется в зависимости от того, под каким углом через нее движется ток, однако приложение очень сильного магнитного поля радикально меняет характер течения электронов, в результате чего они начинают двигаться в двух противоположных направлениях.
Нечто похожее происходит с жидкими кристаллами - их структура и характер взаимодействия с видимым светом и другими электромагнитными волнами резко меняются при приложении к ним электрического поля в результате скоординированных перемен в положении большого числа составляющих его молекул. По этой причине ученые назвали созданный ими материал "квантовым жидким кристаллом".
Как отмечают исследователи, данные конструкции можно использовать как для манипуляций движением электричества в различных квантовых вычислительных устройствах и других приборах, так и для изучения фундаментальных сил природы и квантово-механических процессов, в том числе для симуляции процессов и взаимодействий частиц из физики высоких энергий.
