Вчені свідчать, що електрика поводиться як вода

Дослідники з Массачусетського технологічного інституту вперше спостерігали «електронні вири». Дивна поведінка виникає, коли електрика тече у вигляді рідини, що може зробити електроніку ефективнішою. Як і вода, електрика складається з дискретних частинок, тож можна очікувати, що вони обидві течуть однаково. Але в той час, як молекули води достатньо великі, щоб штовхати одна одну та текти разом, електрони набагато менші, тобто на них більше впливає оточення, ніж один на одного.

Однак було передбачено, що за ідеальних умов — при температурах, близьких до абсолютного нуля, і в чистих, бездефектних матеріалах — квантові ефекти мають взяти на себе контроль над їхнім рухом і дозволити їм текти у вигляді електронної рідини з в’язкістю меду. Якби вчені змогли використати це, це могло б створити більш ефективні електронні пристрої, де електрика тече з меншим опором.

У новому дослідженні команда Массачусетського технологічного інституту спостерігала чіткі ознаки електронної рідини – вири. Це звичайні структури в потоках рідини, але не те, що зазвичай можуть виробляти електрони, і тому їх ніколи раніше не спостерігали. Дослідники помітили електронні вири в кристалах дителлуриду вольфраму.

У цьому матеріалі команда витравила вузький канал із круглою камерою з обох боків, потім пропустила через нього струм і виміряла потік електронів. У стандартних матеріалах, таких як золото, електрони завжди рухатимуться в тому самому загальному напрямку, навіть якщо вони поширяться в камери, а потім повертатимуться в центральний канал. Але в дітелуриді вольфраму електрони оберталися крізь круглі камери, змінюючи напрямок і створюючи вири.

«Теоретично електронні вихори передбачувані, але прямих доказів не було, а побачити — означає повірити», — сказав Левітов. «Тепер ми це побачили, і це чітка ознака перебування в новому режимі, де електрони поводяться як рідина, а не як окремі частинки». Команда каже, що це підтвердження давніх прогнозів може допомогти вченим розробити більш ефективну електроніку.