12 czerwca, 2024

Świat Biotworzyw

Informacje o Polsce. Wybierz tematy, o których chcesz dowiedzieć się więcej

Naukowcy odkryli nowy stan materii o właściwościach chiralnych

Naukowcy odkryli nowy stan materii o właściwościach chiralnych

Naukowcy zidentyfikowali nowy kwantowy stan materii z prądami chiralnymi, który może doprowadzić do rewolucji w elektronice i technologiach kwantowych. Osiągnięcie to, potwierdzone bezpośrednią obserwacją przy użyciu włoskiego synchrotronu Elettra, ma szerokie zastosowanie w czujnikach, biomedycynie i energetyce odnawialnej. Źródło: SciTechDaily.com

Międzynarodowa grupa badawcza zidentyfikowała nowy stan materii charakteryzujący się obecnością zjawiska kwantowego zwanego prądem chiralnym.

Prądy te są generowane w skali atomowej w wyniku wspólnego ruchu elektronów, w przeciwieństwie do konwencjonalnych materiałów magnetycznych, których właściwości wynikają z kwantowej właściwości elektronu zwanej spinem i ich rozmieszczenia w krysztale.

Znaczenie chiralności

Decentralizacja jest właściwością o ogromnym znaczeniu na przykład w nauce i trzeba ją także zrozumieć DNA. W odkrytym zjawisku kwantowym chiralność prądów ujawniono badając oddziaływanie światła z materią, gdzie polaryzowano odpowiednie prądy Foton Elektron może zostać wyemitowany z powierzchni materiału o dobrze określonym stanie spinu.

Odkrycie zostało opublikowane w Naturaznacząco wzbogaca naszą wiedzę na temat materiałów kwantowych, poszukiwań chiralnych faz kwantowych i zjawisk zachodzących na powierzchni materiałów.

Potencjalne zastosowania i implikacje

„Odkrycie istnienia tych stanów kwantowych może utorować drogę do opracowania nowego typu elektroniki, która zamiast ładunku elektronu wykorzystuje prądy chiralne jako nośniki informacji” – wyjaśnia Federico Mazzola, badacz fizyki materii skondensowanej na Uniwersytecie Ca' Foscari University w Wenecji i kierownik zespołu badawczego.Zjawiska te mają istotny wpływ na przyszłe zastosowania oparte na nowych chiralnych urządzeniach optoelektronicznych oraz duży wpływ w dziedzinie technologii kwantowych dla nowych czujników, a także w dziedzinach biomedycyna i energia odnawialna.

Odkrycie i weryfikacja

Zrodzone z teoretycznych przewidywań badanie to po raz pierwszy bezpośrednio udowodniło istnienie tego stanu kwantowego, który do tej pory pozostawał tajemniczy i nieuchwytny dzięki zastosowaniu włoskiego synchrotronu Elettra. Do tej pory wiedza o istnieniu tego zjawiska ograniczała się właściwie do teoretycznych przewidywań dla określonych materiałów. Ich obserwacja na powierzchniach materiałów stałych czyni je bardzo interesującymi dla rozwoju nowych ultracienkich urządzeń elektronicznych.

READ  Skamieliny „potworów morskich” dostarczają dowodów na migrację ichtiozaurów 230 milionów lat temu

Grupa badawcza, w skład której wchodzą partnerzy krajowi i międzynarodowi, w tym Uniwersytet Ca' Foscari w Wenecji, Instytut SPIN, Instytut CNR Materials Officina i Uniwersytet w Salerno, zbadała zjawisko materiału znanego już społeczności naukowej ze swoich właściwości elektronicznych . Do zastosowań w nadprzewodzącej elektronice spinowej, ale nowe odkrycie ma szerszy zakres, jest bardziej ogólne i ma zastosowanie do szerokiej gamy materiałów kwantowych.

Materiały te rewolucjonizują fizykę kwantową i obecny rozwój nowych technologii, a ich właściwości znacznie wykraczają poza te opisane przez fizykę klasyczną.

Odniesienie: „Sygnatury mineralizacji helikalnej orbity powierzchniowej” autorstwa Federico Mazzoli, Wojciecha Brzeskiego, Marii Teresy Mercaldo, Anity Guarino, Chiary Beggi i Jill A. Miwa, Domenico Di Fazio, Alberto Cribaldi, John Fujii, Giorgio Rossi i Pasquale Orgiani. Sandeep Kumar Chaluvadi, Shini Ponnathum Shaleel, Giancarlo Panaccioni, Anupam Jana, Vincent Poliuzic, Ivana Vobornik, Changyoung Kim, Fabio Milito-Granozio, Rosalba Fittipaldi, Carmine Ortex, Mario Cocco i Antonio Vecchione, 7 lutego 2024 r., Natura.
doi: 10.1038/s41586-024-07033-8