Научници су открили ново стање материје са хиралним својствима

Међународна истраживачка група је идентификовала ново стање материје, које карактерише присуство квантног феномена познатог као хирална струја.

Ове струје се стварају на атомској скали кооперативним кретањем електрона, за разлику од конвенционалних магнетних материјала чија својства произилазе из квантног својства електрона познатог као спин и њиховог распореда у кристалу.

Важност киралности

Децентрализација је својство од великог значаја у науци, на пример, и то је такође неопходно разумети ДНК. У откривеном квантном феномену, киралност струја је откривена проучавањем интеракције између светлости и материје, где су одговарајуће струје поларизоване Пхотон Електрон се може емитовати са површине материјала са добро дефинисаним спинским стањем.

Откриће је објављено у природазначајно обогаћује наше знање о квантним материјалима, потрази за хиралним квантним фазама и феноменима који се јављају на површини материјала.

Потенцијалне примене и импликације

„Откриће постојања ових квантних стања може утрти пут за развој нове врсте електронике која користи киралне струје као носиоце информација уместо наелектрисања електрона“, објашњава Федерико Мацола, истраживач физике кондензоване материје на Универзитет Ца' Фосцари у Венецији и шеф истраживачког тима.Ови феномени имају важан утицај на будуће примене засноване на новим хиралним оптоелектронским уређајима, и велики утицај у области квантних технологија за нове сензоре, као и у областима биомедицина и обновљива енергија.

Откривање и верификација

Рођена из теоријског предвиђања, ова студија је по први пут директно доказала постојање овог квантног стања, које је до сада остало мистериозно и неухватљиво захваљујући употреби италијанског синхротрона Елеттра. До сада су сазнања о постојању овог феномена заправо била ограничена на теоријска предвиђања за одређене материјале. Њихово посматрање на површинама чврстих материјала чини их веома интересантним за развој нових ултра танких електронских уређаја.

Истраживачка група, која укључује националне и међународне партнере, укључујући Универзитет Ца' Фосцари у Венецији, СПИН институт, ЦНР Материалс Оффицина Институте и Универзитет у Салерну, истражила је феномен материјала који је већ познат научној заједници због својих електронских својстава. . За примену у суперпроводној спин електроници, али ново откриће има шири обим, будући да је општији и применљив на широк спектар квантних материјала.

Ови материјали револуционишу квантну физику и тренутни развој нових технологија, са својствима далеко изнад оних које описује класична физика.

Референца: „Потписи површинске орбиталне спиралне минерализације“ од Федерика Мацоле, Војчеха Брзеског, Марије Терезе Меркалдо, Аните Гуарино, Кјаре Беги и Џил А. Мива, Доменико Ди Фацио, Алберто Крибалди, Џон Фуџи, Ђорђо Роси и Паскуале Орђани. Сандееп Кумар Цхалувади, Схини Поннатхум Схалеел, Гианцарло Панацциони, Анупам Јана, Винцент Полиузић, Ивана Воборник, Цхангиоунг Ким, Фабио Милито-Гранозио, Росалба Фиттипалди, Цармине Ортек, Марио Цоццо и Антонио Веццхионе, 2024. природа.
дои: 10.1038/с41586-024-07033-8