Новий стан матерії? Вчені зламали закони фізики!

Вчені Ратгерського університету виявили новий квантовий стан матерії, що виникає на межі між двома унікальними матеріалами — напівметалом Вейля і спіновим льодом.

Ця гетероструктура, створена у рамках багаторічного дослідницького проєкту, дозволила виявити «квантовий рідкий кристал», що «підпорядковується власним правилам», за словами першого автора Цунг-Чі Ву. Йдеться про стан, що виникає лише при взаємодії цих матеріалів під впливом надвисоких магнітних полів, зафіксований в умовах наднизьких температур у Національній лабораторії MagLab.

Фундаментом дослідження стало створення атомно тонкої структури за допомогою спеціально розробленої платформи Q-DiP, результат чотирьох років роботи. Як пояснив Джак Чахалян, «нова стаття в Science Advances розповідає про те, що вона може робити». І дійсно — електронна анізотропія, яку виявлено, демонструє дивовижну поведінку: електрони змінюють напрям руху при зростанні магнітного поля, порушуючи симетрію обертання.

Теоретична модель, розроблена Джедом Пікслі та Юецін Чангом, дала змогу зрозуміти складну динаміку нових фаз. «Це стало можливим завдяки найсучаснішому моделюванню», — підкреслив Ву. Така синергія між експериментом і теорією дозволила дослідити квантові ефекти, які раніше існували лише в гіпотезах.

Ці результати відкривають шлях до нових технологій, зокрема квантових сенсорів, здатних працювати в екстремальних умовах, таких як космос. Напівметали Вейля забезпечують провідність без енергетичних втрат, а спіновий лід — стабільні магнітні конфігурації. У поєднанні вони створюють середовище, де квантові ефекти можуть бути точно керовані.

«Це лише початок», — заявляє Ву. Науковці сподіваються, що відкриття надихне подальші дослідження в галузі квантових матеріалів і гетероструктур, що потенційно можуть змінити уявлення про властивості матерії.