Американські науковці відкрили новий квантовий стан матерії, що стійкий до космічної радіації

Вчені Каліфорнійського університету в Ірвайні виявили новий, раніше невідомий квантовий стан матерії, який може стати основою для створення енергоефективних обчислювальних пристроїв та захищених від радіації комп’ютерів для космічних місій.

Дослідження опубліковане у журналі Phys­i­cal Review Let­ters. За словами професора фізики та астрономії Луїса А. Хаурегі, нова фаза матерії подібна до переходів води у рідкий, твердий чи газоподібний стан. Вона утворюється з електронів і їхніх «партнерів» — дірок, які спонтанно поєднуються в структури під назвою екситони. Унікальність полягає в тому, що електрони та дірки обертаються в одному напрямку, формуючи абсолютно нову квантову поведінку.

Матеріал, у якому зафіксували цей ефект, — пентателурид гафнію. Його створив постдокторант Цзінью Лю, а підтвердження було отримане в лабораторії Лос-Аламоса (LANL), де зразки піддавали дії надсильних магнітних полів до 70 тесла. За таких умов матеріал раптово втратив здатність проводити електрику, що стало ознакою переходу у новий квантовий стан.

На думку дослідників, відкриття має перспективи для розвитку спінтроніки — технологій, які передають сигнали не за рахунок електричного заряду, а завдяки спіну електронів. Це може забезпечити новий рівень енергоефективності у квантових і традиційних обчислювальних системах.

Ще одна ключова властивість — стійкість до будь-якого виду радіації. Це робить нову фазу перспективним матеріалом для комп’ютерів і електроніки, які працюватимуть у космосі, де рівень радіації критично високий. Як підкреслив Хаурегі, майбутні місії на Марс чи інші планети потребуватимуть саме таких технологій.