Ученые из РФ и Японии впервые синтезировали квантовый металл

30 мая 2017 48

Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) совместно с коллегами из Дальневосточного отделения РАН и Университета Токио (Япония) в первые в мире синтезировали квантовый металл, передает Интерфакс.

Ученые из РФ и Японии впервые синтезировали квантовый металл

«Новый материал, созданный международной группой ученых, представляет собой двойной слой атомов таллия на монокристаллической подложке кремния. При температурах ниже минус 272 градусов по Цельсию этот материал переходит в сверхпроводящее состояние», – говорится в сообщении пресс-службы ДВФУ.

По словам участника исследования, завкафедрой физики низкоразмерных структур Школы естественных наук (ШЕН) ДВФУ Александра Саранина, «наблюдение за таким необычным состоянием вещества представляет интерес для решения принципиальной проблемы фундаментальной науки – возможности существования нормального металлического состояния в двух измерениях».

Более трех десятилетий не утихает научная дискуссия о том, что произойдет с двумерной электронной системой (двумерным металлом) при приближении к абсолютному нулю температуры: останется ли она металлом и будет ли проводить электрический ток? Эксперименты показали, что помимо перехода в изолирующее или сверхпроводящее состояние двумерная система может оставаться нормальным металлом. Это необычное состояние было названо квантовым металлом или Бозе-металлом. Именно такой материал нам удалось синтезировать и изучить его электронные свойства,

цитирует Саранина пресс-служба Дальневосточного университета.

Информация

Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо авторизоваться.

Владимирец

+35

30 мая 2017 08:28

"Более трех десятилетий не утихает научная дискуссия о том, что произойдет с двумерной электронной системой (двумерным металлом) при приближении к абсолютному нулю температуры: останется ли она металлом и будет ли проводить электрический ток? Эксперименты показали, что помимо перехода в изолирующее или сверхпроводящее состояние двумерная система может оставаться нормальным металлом. Это необычное состояние было названо квантовым металлом или Бозе-металлом. Именно такой материал нам удалось синтезировать и изучить его электронные свойства"

99% форумчан понимающе закивали головой.
1. soroKING
  
  +1
  
  30 мая 2017 08:34
  
  Чубиса на них нет
2. Сергей уи
  
  +2
  
  30 мая 2017 08:39
  
  Тут без пузуря не обойтись
3. Ren
  
  +18
  
  30 мая 2017 08:45
  
  Цитата: Владимирец
  99% форумчан понимающе закивали головой.
  
  Конденсат Бозе-Эйнштейна, является одной из самых неизученных и трудных для понимания форм материи. Фермионы - частицы с полуцелым значением спина, такие как кварки и лептоны. Эти частицы подчиняются принципу Паули, с помощью которого образуется электронно-вырожденное вещество.Бозон — частица с целым значением спина, а несколько бозонов могут принимать одинаковое квантовое состояние. К бозонам относятся любые частицы с зарядом энергии (например, фотоны). В 1920-х годах Альберт Эйнштейн, основываясь на работах индийского физика Бозе, предположил существование новой формы материи, основу которой составляют бозоны, охлажденные до температур, близких к абсолютному нулю. (меньше миллионной доли градуса выше абсолютного нуля).
  Конденсаты Бозе-Эйнштейна очень похожи на сверхтекучее вещество, но имеют свои собственные уникальные свойства. Самым шокирующим является то, что БЭК может замедлить скорость света от его нормальной скорости в 300 000 000 метров в секунду. В 1998 году Гарвардский исследователь Лене Хау смог замедлить свет до всего лишь 60 километров в час, выстреливая лучом лазера сквозь сигарообразный образец БЭК. В ходе более позднего эксперимента, команда Хау смогла полностью остановить свет в БЭК.
  1. voyaka uh
    
    +2
    
    30 мая 2017 12:45
    
    "Самым шокирующим является то, что БЭК может замедлить скорость света от его нормальной скорости в 300 000 000 метров в секунду"////
    
    Скорость света можно замедлить и другими способами. В кристалле фотоны "тормозились" до скорости автомобиля.
    Но эксперименты японцев и русских безусловно очень важные.
    1. Маз
      
      +2
      
      30 мая 2017 12:57
      
      Да уж давненько в Израиле нас не радовали фундаментальными исследованиями,... всё прикладные, да косвенные и то там де денег можно побольше сшибнуть.
      1. arane
        
        +7
        
        30 мая 2017 14:38
        
        Цитата: Маз
        Да уж давненько в Израиле нас не радовали фундаментальными исследованиями,... всё прикладные, да косвенные и то там де денег можно побольше сшибнуть.
        
        Вот без таких коментов ну никак?
        Свербит?
        
        DOCTOR ZLO
        
        0
        
        31 мая 2017 22:59
        
        arane
        
        Скорость света можно замедлить и другими способами. В кристалле фотоны "тормозились" до скорости автомобиля.
        Но эксперименты японцев и русских безусловно очень важные.
        
        А можно без вечного еврейского снисходительного самомнения?
  2. arane
    
    +2
    
    30 мая 2017 14:35
    
    Цитата: Ren
    Цитата: Владимирец
    99% форумчан понимающе закивали головой.
    
    Конденсат Бозе-Эйнштейна, является одной из самых неизученных и трудных для понимания форм материи. Фермионы - частицы с полуцелым значением спина, такие как кварки и лептоны. Эти частицы подчиняются принципу Паули, с помощью которого образуется электронно-вырожденное вещество.Бозон — частица с целым значением спина, а несколько бозонов могут принимать одинаковое квантовое состояние. К бозонам относятся любые частицы с зарядом энергии (например, фотоны). В 1920-х годах Альберт Эйнштейн, основываясь на работах индийского физика Бозе, предположил существование новой формы материи, основу которой составляют бозоны, охлажденные до температур, близких к абсолютному нулю. (меньше миллионной доли градуса выше абсолютного нуля).
    Конденсаты Бозе-Эйнштейна очень похожи на сверхтекучее вещество, но имеют свои собственные уникальные свойства. Самым шокирующим является то, что БЭК может замедлить скорость света от его нормальной скорости в 300 000 000 метров в секунду. В 1998 году Гарвардский исследователь Лене Хау смог замедлить свет до всего лишь 60 километров в час, выстреливая лучом лазера сквозь сигарообразный образец БЭК. В ходе более позднего эксперимента, команда Хау смогла полностью остановить свет в БЭК.
    
    Реально прочитал, интересно. Понял процентов 50. Обязательно подтяну терминологию и прочту еще раз. Спасибо.
4. Wedmak
  
  +4
  
  30 мая 2017 08:48
  
  Это необычное состояние было названо квантовым металлом или Бозе-металлом.
  
  Это конечно интересно, но нафига он нужен? Тут как бы наоборот, пытаются увеличить температуру сверхпроводимости, дабы использовать в технике.
  1. Maxom75
    
    +5
    
    30 мая 2017 10:26
    
    Космическая техника. Проекты колонизации планет. Проект Японии по энергомосту с Россией, снижаются потери эл.энергии в разы. Для России снимает вопрос излишних эл. мощностей на Дальнем Востоке. Идея перспективная, но дорогая очень(( Сейчас исследования в этой области как в конце 19 века исследования радиоактивности. До момента получения первой выгоды от исследования до промышленности прошло 60 лет и тут думаю путь такой же будет. Так что мы не увидим результат.))
  2. Stena
    
    +1
    
    30 мая 2017 11:19
    
    Цитата: Wedmak
    Это конечно интересно, но нафига он нужен?
    
    На этой основе возможно создание материалов с сопротивлением тока близким к нулю. То есть при транспортировке электричества по проводам фактически отсутствуют потери электроэнергии. В целом может привести к созданию материалов, экономящих электроэнергию в гигантских масштабах. Как один из вариантов применения. Основная проблема - приходится либо материал возможных проводов либо сильно нагревать, либо сильно охлаждать.
    1. Topotun
      
      +2
      
      30 мая 2017 14:37
      
      При температуре -272? И как на большом расстояние Вы будете поддерживать данную температуру? Вообще-то выше правильно заметили, народ пытается сделать сверхпроводник высокотемпературным....
      1. romandostalo
        
        0
        
        30 мая 2017 20:22
        
        Я как раз икал место что бы разметить такой же коментарий! Как вообще добится температуры ниже 272 градусов и самое главное как её поддерживать, это просто нереально!!!
        
        CT-55_11-9009
        
        +1
        
        31 мая 2017 14:09
        
        Добиться температуры меньше 1 градуса по Кельвину можно, но это требует диких затрат энергии! Я ещё представляю, как сжижают водород и гелий (20 К и 4,2 К соответственно), так там уже энергии на создание таких температур затрачивается до... Много, в общем. А здесь каждая десятая градуса потребует диких усилий.
  3. seal78
    
    0
    
    31 мая 2017 11:09
    
    Космос, естественно. Странно, что это не пришло вам в голову первым делом. Все перспективные разработки нацелены на космос.
    1. CT-55_11-9009
      
      +1
      
      31 мая 2017 14:17
      
      Не, при нынешнем уровне развития технологий при запуске аппарата с, скажем, 1 кг проводов со сверхпроводимостью понадобится, условно говоря, килограмм 200-300 сопутствующего охладительного оборудования. В космосе средняя температура 2,7 Кельвина. Это в глубоком космосе. А относительно близко к планетам или звёздам температуры вырастают, причём значительно. Так что прямиком "там" до ТАКИХ температур сверхпроводимости не охладишь. Отсюда верный вывод -
      Цитата: Wedmak
      увеличить температуру сверхпроводимости
  4. Принц_Пенсии
    
    0
    
    31 мая 2017 19:51
    
    Увеличить? Не уменьшить?
5. Александр романов
  
  +2
  
  30 мая 2017 09:07
  
  Цитата: Владимирец
  99% форумчан понимающе закивали головой.
  
  Ниже уже пишут,что это очень перспективное направление .Наверное деиствительно понимают,о чем говорят
6. Астарт
  
  +3
  
  30 мая 2017 09:25
  
  Цитата: Владимирец
  99% форумчан понимающе закивали головой
  
  Прежде чем закивать головой Я пообщался с поисковиком :))
  1. Scoun
    
    +3
    
    30 мая 2017 14:27
    
    Цитата: Астарт
    Прежде чем закивать головой Я пообщался с поисковиком :))
    
    А я спросил товарища из ОИЯИ (Объединённый Институт Ядерных Исследований)
    Попросил по русски мне объяснить.. плоховато конечно получилось но познавательно.
    
    при сверхнизких температурах (4 К - жидкий гелий, 77 К - жидкий азот) металлы приобретают свойство сверх проводимости (нулевое электрическое сопротивление), явление получило вполне реальное применение (например, все магниты ускорителей работают именно при этих температурах, иначе потери будет очень велики)... но это касается, скажем так, толстых кусков металла, а вот что будет если металл будет двухмерным (слоем в один атом - в данном случае в два атома) было неизвестно... данный эксперимент показал, что он может стать даже диэлектриком (изолятором, как и кремний, на подложке из которого данная пленка смонтирована)... однако все оказалось еще интереснее, он же может быть и сверхпроводником, и иметь свойства металла при обыкновенных температурах... все три варианта состояний являются в данном случае по сути разными квантовыми состояниями системы, но проявленными на вполне макроскопическом уровне (потому и Бозе-Эйнштейновский металл, хотя у них речь шла про газ, а точнее конденсат)... вот как система переход из одного квантового состояния в другое не сказано, а это действительно интересно (полагаю, что под воздействием СВЧ излучения)... думаю можно и практическое применение можно найти этой штуке, но только не при температуре почти абсолютного нуля, но это уже вопрос структуры композита...
7. НЕКСУС
  
  +4
  
  30 мая 2017 09:37
  
  Цитата: Владимирец
  99% форумчан понимающе закивали головой.
  
  Вопрос простой возникает,при прочтении этой статьи-Какое практическое применение дает это открытие?
8. opus
  
  +1
  
  30 мая 2017 11:15
  Цитата: Владимирец
  99% форумчан понимающе закивали головой.
  
  Согласно теории, в двумерных системах сколь угодно слабый атомный беспорядок приводит к андерсоновской локализации электронов, и поэтому основное (при Т = 0) состояние является не металлическим, как в трехмерии, а диэлектрическим.
  Всё же так просто
  Фазовая диаграмма двумерного металла в координатах кулоновское взаимодействие U – беспорядок W.
  
  в диапазоне T2 < T < T1 реализуется необычное металлическое состояние с “региональными” фазовыми корреляциями на масштабе больше размера островков, но не захватывающими весь массив. Куперовские пары в этом состоянии уже подвижны, но еще не сконденсированы, формируя что-то типа “бозе-металла”
  
  Более развернуто можно прочесть:
  Spin Bose-metal phase in a spin-1/2 model with ring exchange on a two-leg triangular strip
  D. N. Sheng, Olexei I. Motrunich, and Matthew P. A. Fisher Phys. Rev. B 79, 205112 – Published 20 May 2009
  
  или Nature of the quantum metal in a two-dimensional crystalline superconductor
  
  A. W. Tsen B. Hunt Y. D. Kim Z. J. Yuan S. Jia R. J. Cava J. Hone P. Kim C. R. Dean A. N. Pasupathy
  
  Цитата: Сергей уи
  Тут без пузуря не обойтись
  
  Роснано вроде бы ( потратив триллионы) готова начать выпуск оригинального продукта: нановодка
  
  Успехом увенчались длительные разработки ведущих российских ученых в области пищевых нанотехнологий. В результате на свет появилась первая в мире нановодка, обладающая не известными ранее свойствами.
  
  она не только не оказывает негативного влияния на печень и другие внутренние органы, но и, напротив, способствует их оздоровлению и омоложению. Наутро после употребления такой водки практически не бывает похмелья, не болит голова, отсутствует хорошо знакомый всем перегар.
  «Как же так, куда может деться перегар?» — спросите вы. Все дело в том, что нановодка разливается не в традиционную стеклянную тару, а упаковывается в капсулы, которые выглядят как обычные пилюли из аптеки. Объем капсулы невелик, но благодаря технологии сжатия, она содержит алкоголь, эквивалентный 50-мл рюмке водки — то есть стандартную дозу. При проглатывании капсула растворяется не в желудке, а в кишечнике, потому нет и специфического запаха изо рта. Такую водку можно не закусывать!
  
  Между тем, очевидна и социальная значимость этой гениальной российской разработки — для малообеспеченных слоев населения в самое ближайшее время планируется начать выпуск нанонастойки боярышника. Как говорят специалисты, капсулы с настойкой безотходны и экологичны, к тому же они будут продаваться в аптеках по весьма низкой цене. А это позволит алкоголикам сэкономить существенные средства, которые могут быть потрачены ими, например, на лечение, образование или отдых.
  1. voyaka uh
    
    0
    
    31 мая 2017 00:18
    
    "Все дело в том, что нановодка разливается не в традиционную стеклянную тару, а упаковывается в капсулы"////
    
    Шотландцы тоже не отстали: изобрели нановиски. Оно отстаивается в мааахоньких дубовых нанобочках. И приобретает свойство сверхпроглотимости даже при комнатных температурах. Первая партия напитка была незаметно выпита на ферме Лох-Нано
    группой шотландских ученых. После чего они усугубили в местном пабе и были отвезены в университет на такси для продолжения экспериментов.
9. krops777
  
  0
  
  30 мая 2017 11:57
  
  99% форумчан понимающе закивали головой. laughing
  
  Ну а че это же так просто всего лишь получили нормальное состояние при двумерной системе и температуре близкой к абсолютному нулю.
Путинец

0

30 мая 2017 08:34

Это не аналог коллайдера? Который вроде нужен а на самом деле распил бабок.
Тот же ЛЕХА

+1

30 мая 2017 08:36

Добавлю...
По словам исследователей, "изучение природы этого явления со временем может пригодиться, например, для создания сверхпроводников, работающих при комнатных температурах.

Результаты исследования опубликованы в престижном международном научном журнале 2D Materials.

Перспективное направление в науке.
1. Путинец
  
  +2
  
  30 мая 2017 08:38
  
  Дак все направления перспективны. У Ололоши Маска тоже перспективно и у Гробового. -275 почти комнатная температура. Чуть прохладно
  1. НасРать
    
    +3
    
    30 мая 2017 08:55
    
    Цитата: Путинец
    Дак все направления перспективны. У Ололоши Маска тоже перспективно и у Гробового. -275 почти комнатная температура. Чуть прохладно
    
    Жаль, что отменили минусы!
Горный стрелок

+4

30 мая 2017 08:38

Это ВЫСОКАЯ наука, которая вроде бы не имеет отношения к производству чего нибудь полезного... Как опыты Фарадея с электричеством пару веков назад...
просто экспл

0

30 мая 2017 09:14

[quote][/quote]При температурах ниже минус 272 градусов по Цельсию этот материал переходит в сверхпроводящее состояние»
а такие температуры бывают ?
1. ksa4004
  
  +3
  
  30 мая 2017 09:33
  
  По шкале Цельсия абсолютному нулю соответствует температура −273,15 °C
2. НЕКСУС
  
  +4
  
  30 мая 2017 09:39
  
  Цитата: просто экспл
  а такие температуры бывают ?
  
  Бывают...
  Абсолютный ноль температуры — это минимальный предел температуры, которую может иметь физическое тело. Абсолютный ноль служит началом отсчёта абсолютной температурной шкалы, например, шкалы Кельвина. По шкале Цельсия абсолютному нулю соответствует температура −273,15 °C.
3. yehat
  
  +5
  
  30 мая 2017 10:00
  
  а такие температуры бывают ?
  
  предлагаю лабораторную работу.
  девушке скажи, что она пришла в отстойном платье
  и туфли ее бабушка выбирать не умела
  сразу увидишь перепады температуры от -200 до +200 по Цельсию, причем сначала у девушки на лице, а потом она инсталлирует этот процесс тебе в мозг, что продемонстрирует процесс сверхпроводимости твоего черепа и ушей.
4. Zubr
  
  +1
  
  30 мая 2017 10:08
  
  Это 0 градусов по Кельвину и есть абсолютный ноль.
yehat

+1

30 мая 2017 09:55

лучше бы синтезатор яичницы размером меньше холодильника сделали, а то занимаются какой-то фигней
сверхпроводимость - это прекрасно. Но сверхполезность как-то приятнее.
1. Irokez
  
  +1
  
  30 мая 2017 10:26
  
  Цитата: yehat
  лучше бы синтезатор яичницы размером меньше холодильника сделали
  
  Всем не угодишь и всегда будут те которые заявляют "лучше бы...". Такова природа человека всё критиковать с точки зрения своего (субъективного) мировоззреня.
Доктор Бармалей

+2

30 мая 2017 10:20
Ученые из РФ и Японии впервые синтезировали квантовый металл

На Украине торжественно открыли мусорку:
JonnyT

0

30 мая 2017 10:26

Скорее всего попробуют использовать данную технологию при проектировании супер быстрых и производительных плисин.
Слон

+2

30 мая 2017 11:41

Молодцы! Только япошки завтра начнут активно использовать результаты ноу-хау в своих отраслях промышленности, в отличие от России. У нас активно развивается только банковский сектор - http://www.vestifinance.ru/articles/86062
1. CT-55_11-9009
  
  +1
  
  31 мая 2017 14:23
  
  Не смогут они прямо завтра это использовать, пока эту температуру градусов до 20 по Кельвину (-253 по Цельсию, причём лучше - ещё выше) не поднимут. Затраты на поддержание температуры тогда даже польза для науки не оправдает...
Fkjydjckfrgh

0

30 мая 2017 11:52

Цитата: Ren
Цитата: Владимирец
99% форумчан понимающе закивали головой.

Конденсат Бозе-Эйнштейна, является одной из самых неизученных и трудных для понимания форм материи. Фермионы - частицы с полуцелым значением спина, такие как кварки и лептоны. Эти частицы подчиняются принципу Паули, с помощью которого образуется электронно-вырожденное вещество.Бозон — частица с целым значением спина, а несколько бозонов могут принимать одинаковое квантовое состояние. К бозонам относятся любые частицы с зарядом энергии (например, фотоны). В 1920-х годах Альберт Эйнштейн, основываясь на работах индийского физика Бозе, предположил существование новой формы материи, основу которой составляют бозоны, охлажденные до температур, близких к абсолютному нулю. (меньше миллионной доли градуса выше абсолютного нуля).
Конденсаты Бозе-Эйнштейна очень похожи на сверхтекучее вещество, но имеют свои собственные уникальные свойства. Самым шокирующим является то, что БЭК может замедлить скорость света от его нормальной скорости в 300 000 000 метров в секунду. В 1998 году Гарвардский исследователь Лене Хау смог замедлить свет до всего лишь 60 километров в час, выстреливая лучом лазера сквозь сигарообразный образец БЭК. В ходе более позднего эксперимента, команда Хау смогла полностью остановить свет в БЭК.

Я человек простой, что данное открытие дает? "Квантовый комп", "летающую доску", нового "Толстяка"? Ближе к телу, как говорил Мопасан, Имею в виду, что исследование радиоактивности - это одно (довольно абстрактно), а лучевая терапия, АЭС и ракетно=ядреный щит - другое (вполне конкретно)
Fkjydjckfrgh

+1

30 мая 2017 12:05

Успехом увенчались длительные разработки ведущих российских ученых в области пищевых нанотехнологий. В результате на свет появилась первая в мире нановодка,
она не только не оказывает негативного влияния на печень и другие внутренние органы, но и, напротив, способствует их оздоровлению и омоложению. Наутро после употребления такой водки практически не бывает похмелья, не болит голова, отсутствует хорошо знакомый всем перегар.
«Как же так, куда может деться перегар?» — спросите вы. Все дело в том, что нановодка разливается не в традиционную стеклянную тару, а упаковывается в капсулы, которые выглядят как обычные пилюли из аптеки. Объем капсулы невелик, но благодаря технологии сжатия, она содержит алкоголь, эквивалентный 50-мл рюмке водки — то есть стандартную дозу. При проглатывании капсула растворяется не в желудке, а в кишечнике, потому нет и специфического запаха изо рта. Такую водку можно не закусывать!
Никогда Штирлиц не был так близок к провалу. Хоть в прямую кишку закачивай, перегар идет из легких.
AVGUST

0

30 мая 2017 12:07

По ходу нам, ввиду своей узколобости этого всё равно не понять, а вот только это станет быть применимым в военке, тогда сразу всё засекретят и денег будет ввалено мама дорогая , но наверное что то да получится
Alex Justice

+1

30 мая 2017 16:10

Скорость света можно замедлить и другими способами. В кристалле фотоны "тормозились" до скорости автомобиля.

Знаю как остановить свет! Любая книга на пути света остановит его.
1. SSR
  
  +2
  
  30 мая 2017 21:56
  
  Цитата: Alex Justice
  Скорость света можно замедлить и другими способами. В кристалле фотоны "тормозились" до скорости автомобиля.
  
  Знаю как остановить свет! Любая книга на пути света остановит его.
  
  Яркий интенсивный сфокусированный источник света, просто сожгёт эту книгу а если допустим не сожжёт, то за счёт излучения, за книгой будет светло как днём.
  Это если "постебаться" как вы.)))