Международная группа исследователей, в состав которой входили исследователи из Кембриджского университета, обнаружила доказательства существования необычного и загадочного состояния материи, проявляющегося в материале одноатомной толщины. Это состояние, известное под названием квантовой спиновой жидкости, было предсказано в теории в 1973 году, а первые проявления материи, находящейся в этом состоянии внутри обычных неплоских материалов были получены экспериментальным путем в 2012 году. Появление квантовой спиновой жидкости обуславливается «жидким» поведением спинов (моментов вращения) частиц, и ученые считают, что в материи, находящееся в таком состоянии, электроны, считавшиеся ранее неделимыми частицами, расщепляются на меньшие части.Исследовательская группа использовала двухмерный материал, структура которого напоминает структуру графена. И, при помощи некоторых уловок, в этом материале были зарегистрированы четкие подписи присутствия так называемых майорановских фермионов. Результаты этого эксперимента, объединенные с некоторыми основными квантовыми теориями, указывают на присутствие квантовой спиновой жидкости, соответствующей теоретической модели Китаева.

В среде обычного магнитного материала электроны ведут себя подобно крошечным магнитам. Когда такие материала охлаждаются до температур, близких к абсолютному нулю, направления всех «электронных магнитов» упорядочиваются и указывают в одном направлении. В материале, содержащем квантовую спиновую жидкость, даже при охлаждении, направления магнитных моментов не выравниваются и это обуславливается влиянием квантовых колебаний.

В экспериментах, которые проводились при участии ученых из Национальной лаборатории Ок-Ридж, ученые использовали технологии рассеивания нейтронов для получения данных о фракционализации электронов в двухмерных кристаллах хлорида рутения (RuCl3). Этот метод заключается в исследовании магнитных свойств кристаллов путем их «освещения» потоком нейтронов и регистрации ряби, подобной интерференционной ряби, которую создают на поверхности датчика отклонившиеся от своего пути нейтроны.

Обычный магнитный материал оставил бы на поверхности датчика маленькое пятно от нейтронов с четкими границами. Однако, наличие квантовой спиновой жидкости и майорановских фермионов в материале приводит к рассеиванию нейтронного луча. Именно это зарегистрировали ученые и полученные ими результаты отлично вписываются в существующие теоретические модели, что можно считать достаточно убедительным доказательство факта существования квантовой спиновой жидкости в двумерных материалах.

Наблюдение весьма интригующего явления раскола электронов, называемого фракционализацией, в реальном двумерном материале может стать основой для технологий генерации и практического использования майорановских фермионов. Эти квазичастицы, состоящие из «обломков» электронов в данном случае, могут стать основой квантовых компьютеров, квантовых коммуникационных устройств и других технологий, которые невозможно реализовать другими путями.

«Это является важным шагом к пониманию нами природы квантовой материи» — пишут исследователи, — «И наблюдение за материей, находящейся в новом квантовом. Взято с http://dailytechinfo.org

Желание полного отказа от горючих ископаемых источников видится на самом деле не таким уж и невозможным. Главное, чтобы это желание действительно было. К таким выводам пришли ученые из Университета Сассекса. По их мнению, человечество может полностью отказаться от потребления угля и нефти в течение всего одного десятилетия. Вывод этот сделан на исторических доказательствах, которые остальной мир почему-то всячески пытается не замечать. Профессор Бенджамин Совакул, руководитель исследования, отмечает, что переход от одних источников энергии к другим и ранее случался очень быстро, но при сочетании нескольких факторов: «сильной поддержки государства», а также некоторых экономических и экологических стимулах, которые подталкивали и укоряли этот переход.

Например, канадской провинции Онтарио потребовалось всего 11 лет для того, чтобы полностью отказаться от угольной энергетики, в то время как во Франции всего за 12 лет ядерная энергетика поднялась до 40 процентов. Если же говорить о горючих ископаемых источниках топлива, то стимулировать отказ от них могут глобальные климатические изменения, сокращения ископаемых энергоресурсов, а также развитие более продвинутых технологий добычи энергии.

Исследователь признается, что в некоторых случаях, особенно когда одни источники энергии очень сильно интегрированы в общую инфраструктуру, переход может длиться не так быстро, как хотелось бы. Например, для того же широкого распространения электричества потребовалось не одно десятилетие. Тем не менее профессор Совакул считает, что даже если переход и будет длиться медленно, это совсем не означает, что мы должны отказываться от него как от бесперспективного направления.

Ведь эффективность в этом случае зависит только от общего желания и усилий. Конечно же, создание этих совместных усилий — это совсем иной вопрос, требующий четкого решения. Пока те же электромобили и возобновляемые источники энергии медленно, но верно набирают популярность среди общества, им приходится сталкиваться с серьезным противодействием со стороны индустрии, работающей с ископаемыми источниками энергии (а также политиками, которые ее защищают).

Именно эти факторы мешают скорейшему переходу к более чистым источникам энергии. Кроме того, развивающиеся страны не могут позволить себе сейчас отказаться от горючих ископаемых. Обойдется это весьма недешево и к тому же оставит множество людей без постоянных источников энергии.

Ускорение перехода не случится до тех пор, пока политические и экономические преимущества использования чистой энергии не станут настолько очевидными, что даже самые твердолобые сторонники ископаемых источников энергии и топлива согласятся с ними. Взято с hi-news.ru