Ученые из Массачусетского университета в Амхерсте и их китайские коллеги сделали значимое открытие, связанное с квантовыми явлениями. Исследователи воспроизвели условия, при которых вещество приобрело новое состояние, называемое хиральной бозе-жидкостью.
Хиральность указывает на отсутствие левой и правой симметрии в структуре вещества, а бозе-жидкость описывает его особую текучесть и сверхпроводимость при очень низких температурах.
Это новое состояние вещества было получено в двухслойном образце полупроводника. Верхний слой содержал избыток электронов, а нижний слой – определенный дефицит дырок. Важной особенностью эксперимента было то, что на всех электронах не хватало дырок. Ученые применили сильное магнитное поле к образцу и наблюдали за движением электронов. По мере увеличения силы поля образец перешел в состояние хиральной бозе-жидкости, демонстрируя уникальные свойства.
Один из ученых, Линьцзе Ду из Нанкинского университета в Китае, объяснил, что на границе двух полупроводниковых слоев электроны и дырки движутся с одинаковыми скоростями. Это приводит к спиралевидному транспорту и открывает возможность дополнительной модуляции с помощью внешних магнитных полей.
Интересным фактом является то, что при охлаждении до близкой к абсолютному нулю температуры электроны вещества “зависали в предсказуемом порядке и с фиксированным направлением спина”, не взаимодействуя с другими частицами или магнитными полями. Такая стабильность может быть полезна в цифровых системах хранения квантовых данных.
Другое интересное открытие заключается в том, что воздействие внешней частицы на один из электронов в системе вызывает реакцию на всех электронах в системе. Это объясняется эффектом квантовой запутанности частиц в бозе-жидкости и может быть полезным для будущих квантовых систем.
