Американські науковці відкрили новий квантовий матеріал, що порушує закони фізики

У галузі фізиці матеріалів відбувся несподіваний прорив. Дослідники з Університету Мічигану зафіксували квантові осциляції всередині ізолятора — явище, яке суперечить базовим уявленням про те, як поводяться речовини. Відкриття, опубліковане у Phys­i­cal Review Let­ters, ставить під сумнів чіткий поділ між провідниками та ізоляторами й натякає на існування нової дуальності: коли матеріал може бути і тим, і тим водночас.

Квантові осциляції — це коливання електронів у магнітному полі, які зазвичай спостерігають у металах. Але команда професора Лу Лі виявила їх у сполуці YbB₁₂ — ітербієвому бориді, що вважається ізолятором. І не просто на поверхні, як припускали раніше, а в об’ємі матеріалу. Для цього вчені використали магнітне поле потужністю 35 тесла — у десятки разів сильніше, ніж у медичних МРТ-сканерах.

«Це дивовижно: ізолятор поводиться як метал», — зазначив Лі. Його команда, до якої входили дослідники з США та Японії, включно з аспірантами Куан-Веном Ченом, Юанем Чжу, Госяном Чженом, Деченом Чжаном, Аароном Чаном і Кайлою Дженкінс, змогла зафіксувати внутрішнє джерело осциляцій — не поверхневе, як вважалося раніше.

Це відкриття не має негайного прикладного застосування, але його фундаментальне значення важко переоцінити. Якщо підтвердиться, що матеріали можуть поєднувати властивості провідника й ізолятора, це відкриє нові горизонти в дослідженні квантових систем, топологічних фаз і, можливо, в розробці нових типів електроніки.