Ученые обнаружили новое квантовое состояние электронов в скрученном графене

Ученые обнаружили новое квантовое состояние электронов в скрученном графене
В ходе научного исследования ученые совершили важное открытие в области квантовой физики, обнаружив новое состояние электронов в графене. Исследователи из Университета Британской Колумбии, Университета Вашингтона и Университета Джонса Хопкинса выявили существование топологических электронных кристаллов в особом материале, созданном путем наложения слоев графена под определенным углом.
 
Исследование показало, что при складывании двух слоев графена с небольшим поворотом возникает геометрический эффект, известный как муаровый узор. В этом узоре атомы углерода из разных слоев располагаются либо точно друг над другом, либо со смещением. Такое расположение существенно меняет поведение электронов в материале, значительно замедляя их движение.
 
Важное открытие было сделано студентом Руихэном Су из Университета Британской Колумбии во время работы с образцом скрученного графена. Он обнаружил уникальную конфигурацию, в которой электроны замерзают в упорядоченном массиве, оставаясь неподвижными, но при этом совершая синхронные вращения. Это явление приводит к тому, что электрический ток беспрепятственно течет по краям образца, в то время как его внутренняя часть остается изолирующей.
 
Особенность обнаруженного состояния заключается в том, что величина тока, протекающего по краю, точно определяется отношением двух фундаментальных констант природы – постоянной Планка и заряда электрона. Это свойство защищено топологически, подобно ленте Мёбиуса, которую невозможно преобразовать в обычное кольцо без разрыва.
 
Данное открытие имеет большое значение для развития квантовых вычислений. Ученые рассматривают возможности комбинирования этого уникального электронного состояния со сверхпроводимостью, что может способствовать созданию кубитов для топологических квантовых компьютеров следующего поколения, сообщает SciTechDaily.com.