Ученые случайно обнаружили абсолютно новую квантовую частицу.

По определению металлические материалы и материалы-диэлектрики отличаются очень сильно. Но недавно, ученые из Принстонского университета неожиданно обнаружили в материалах-изоляторах некоторые квантовые явления, которые, как считалось ранее, были уникальны по отношению к металлам. И эти квантовые явления связаны напрямую с новым типом квантовых частиц, которые получили название нейтральных фермионов.

Основная разница между металлами и диэлектриками заключается в том, что первые материалы проводят электрический ток, а вторые - нет. На молекулярно-атомарном уровне это сводится к тому, насколько свободно могут перемещаться электроны в кристаллической решетке этих материалов. В металлах электроны имеют высокую подвижность и перемещаются относительно свободно, а материалы-изоляторы, очевидно, имеют очень высокое электрическое сопротивление, которое кардинально сковывает движение электронов.

Побочным эффектом сказанного выше является то, что в металлических материалах может возникать явление, известное под названием квантовых колебаний. Когда такие материалы, охлажденные до сверхнизких температур, подвергаются воздействию магнитного поля, электроны переходят в квантовое состояние, что приводит к резкому изменению удельного сопротивления материала. Такой процесс в металлах имеет регулярный колебательный характер, но он практически не проявляется в материалах-изоляторах из-за ограниченной возможности перемещений электронов.

Указанная выше точка зрения считалась догмой на протяжении текущего века и большей части прошлого века. Но, в своих новых исследованиях принстонские ученые впервые и совершенно случайным образом обнаружили квантовые колебания в изоляционных материалах. Исследователи работали с дителлуридом вольфрама, весьма необычным материалом, который в большинстве случаев демонстрирует металлические свойства, но превращается в диэлектрик в своей подобной графену двумерной форме. Измеряя удельное сопротивление монослоя этого материала под воздействием магнитного поля, ученые нашли признаки возникновения квантовых колебаний.

"Это стало для нас полной неожиданностью" - пишут исследователи, - "И, естественно, мы сразуже задались вопросом - "Что же здесь происходит на самом деле?". К сожалению, и по сей день мы не понимаем этого до самого конца".

Наблюдаемые учеными явления не могут быть объяснены с точки зрения всех существующих теорий, поэтому исследователи выдвинули собственную новую гипотезу. Они утверждают, что источниками квантовых колебаний не могут являться электроны. Столь сильные явления и взаимодействия могут создавать только квантовые частицы нового типа. Так как в материалах-изоляторах движение заряженных частиц заблокировано, новые квантовые частицы должны быть нейтральны, т.е. не иметь электрического заряда. А по характеру возникающих колебаний ученые определили, что эти гипотетические частицы должны относиться к семейству частиц-фермионов.

"Если наша интерпретация наблюдаемых явлений верна, мы увидели абсолютно новую форму квантовой материи" - пишут исследователи, - "И это указывает нам, что в недрах матриалов-изоляторов может скрываться целый пока не изведанный нами квантовый мир. Вполне возможно, что за последние несколько десятилетий ученые уже не раз наблюдали проявления этого скрытого квантового мира, но игнорировали их, как нечто невозможное".

Однако, принстонские ученые еще сами не уверены в том что им удалось увидеть - это проявление существования нейтральных фермионов. Вполне вероятно, что могут быть найдены и другие объяснения наблюдаемым феноменам, и в ближайшее время ученые направят свои усилия на поиски альтернативных вариантов объяснения, что станет опровержением или подтверждением выдвинутой ими гипотезы, о которой упоминалось выше.

InternetUA

https://internetua.com/

Новости по теме
Microsoft должна вскоре исправить проблему с отзывчивостью контроллера Xbox.

Microsoft должна вскоре исправить проблему с отзывчивостью контроллера Xbox.

Судя по всему, у компании Microsoft наблюдаются действительно серьезные проблемы относительно предоставления необходимого уровня функционала и беспроблемности в отношении работы своих консолей нового и прошлого поколения

InternetUA

Как украинский Бердичев соединил Лондон и Калькутту: история телеграфной линии.

Как украинский Бердичев соединил Лондон и Калькутту: история телеграфной линии.

Лондон - столица Великобритании, Калькутта – один из крупнейших городов Индии. А что мы знаем про Бердичев? Да и что может связывать эти три города? А связь между ними была самая настоящая – телеграфная! Как коровий жир подстегнул строительство те...

1 7

8 марта в Украине. Мнения людей

8 марта в Украине. Мнения людей

Ещё сто лет назад 8 марта отмечали по-другому. Как от Всемирного дня демонстраций мы пришли к открыткам и комплиментам? Об истории Международного женского дня и об отношении к нему сейчас узнавали наши корреспонденты. _____________________________...

2 1

В Минске создали партию Посолсьва России, Лукашенко решил сыграть с Путиным на Беларусь.

В Минске создали партию Посолсьва России, Лукашенко решил сыграть с Путиным на Беларусь.

В Республике Беларусь создали пророссийскую партию «Союз». Гости: российские современные герои - гвардейцы Прилепина, отметившие в захвате Крыма и Донбасса. =============Поддержать============== Приват: 4149 4991 3755 4364 ========================...

1 2

Санкции против Коломойского расширят? - Вечер 08.03.21

Санкции против Коломойского расширят? - Вечер 08.03.21

00:00 Смотрите в этом выпуске: 00:09 ОБСЕ: Женщины вносят важный вклад в содействие миру и процветанию. 00:50 Достижения украинок отметил президент Владимир Зеленский. 01:44 В Харькове участницы марша солидарности выразили поддержку женщинам-врача...

1 1

Мендель об атаках ботоферм. Женщины на передовой - Итоги 08.03.21

Мендель об атаках ботоферм. Женщины на передовой - Итоги 08.03.21

00:00 Смотрите в этом выпуске: 00:17 Достижения украинок отметил президент Владимир Зеленский. 01:12 Марши за права женщин состоялись во многих украинских городах. 05:35 8 марта Юлия Мендель рассказала о том, что она встречалась с агрессивными реа...

Женщины на линии соприкосновения. Реальные истории

Женщины на линии соприкосновения. Реальные истории

Светлана Головина с мужем живут на линии разграничения в селе Пищевик. Здесь живут 16 человек. Вокруг - колючая проволока. В селе нет магазинов и аптеки. Колодцы разрушены. А водой делятся военные. Главная радость Светланы - приезд ее детей. Но бо...

1