пятница, 30 марта 2012 г.

Возможно, обнаружено новое состояние материи

Возможно, обнаружено новое состояние материиУчёные из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) обнаружили образцы нового состояния материи, который они называют когерентным экситонным газом. Исследование его свойств может существенно продвинуть нас на пути к экситонной электронике.

В работе, опубликованной 29 марта в журнале Nature, учёные описывают возникновение «спонтанной когерентности», «спиновых текстур» и «фазовой сингулярности» в момент, когда экситоны — квазичастицы, состоящие из связанной пары электронов и дырок и определяющие особые свойства полупроводников, — охлаждаются почти до абсолютного нуля (0,1 К). Это когерентное состояние материи они полагают доселе неизученным, новооткрытым.

Исследовательской группой руководит Леонид Бутов, профессор упомянутого вуза. В 2002 году он установил, что охлаждённые экситоны имеют тенденцию к самоорганизации в ряд микроскопических капель, напоминающих миниатюрное жемчужное ожерелье.

На сей раз, используя более эффективное охлаждение вместо 1 К, как в 2002 году, удалось достичь ещё меньших температур, а затем с помощью интерферометра измерить когерентность и спин каждой из этих «капель». При этом обнаружилось, что спин экситонов неоднороден в пространстве: он формирует структуры, которые исследователи нарекли «спиновыми текстурами». Кроме того, оказалось, что структуры со спонтанной когерентностью связаны со структурами спиновой поляризации фазовыми сингулярностями в когерентном экситонном газе.

«Увидеть такие структуры было сюрпризом, — замечает ведущий исследователь Алекс Хай. — А ещё бόльшим сюрпризом стали измерения поляризации, показавшие, что между когерентностью и поляризацией существует сильная корреляция».

По словам Леонида Бутова, физика экситонов интересна сама по себе, но понимание базисных свойств экситонов необходимо для создания в будущем экситонных [оптоэлектронных] устройств. Отметим, что теоретически подобные приборы позволили бы использовать в качестве транзистора квазичастицы атомных и даже субатомных размеров.

Сами экситоны в ходе экспериментов создавались при помощи лазерных импульсов, которые воздействовали на образцы арсенида галлия, широко используемого в транзисторах обычных сотовых телефонов. При этом создаётся пара из отрицательно заряженного электрона, который лазер выбивает со своей орбиты, и положительной дырки.

Взаимное притяжение удерживает электрон и дырку вместе, придавая экситону, который они вместе составляют, свойства, отличающиеся от свойств электрона и дырки по отдельности. Однако иногда последние могут слиться: электрон займёт дырку, и экситон прекратит существование. Чтобы контролировать этот процесс, группа г-на Бутова применяет наноструктуры, называемые «квантовыми ямами», которые позволяют добиться устойчивого существования экситонов в течение примерно 50 наносекунд эксперимента. «Именно за это время экситоны охлаждаются, формируют конденсат и демонстрируют интересную спиновую физику», — комментируют учёные. Затем происходит слияние электрона и дырки, при котором они испускают свет, изучаемый при помощи сложной систем зеркал — интерферометра, разделяющего получаемый пучок света на два пространственных компонента.

Именно этот метод и позволил калифорнийцам в ходе эксперимента заметить спонтанную когерентность в экситонах, никогда ранее не отмечавшуюся другими учёными.

Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Мобильные устройства":

Google, возможно, будет продавать планшеты через собственный веб-магазин
Компания Google разрабатывает планшеты вместе с несколькими производителями, сообщает газета Wall Street Journal, ссылаясь на собственные источники. Партнёрами веб-корпорации выступают ASUS и Samsung. Гаджет, создающийся на пару с ASUS, будто бы получит 7-дюймовый сенсорный дисплей с разрешением 1280×800 точек; роль программной платформы сыграет операционная система Android 4.0 Ice Cream Sandwic...
  (читать дальше)

Sony улучшит навигацию на смартфонах
Корпорация Sony направила в Управление США по патентам и торговым маркам (USPTO) патентную заявку на «Систему навигации с использованием гарнитуры со встроенным сенсором» (Navigation Using a Headset Having an Integrated Sensor). Речь идёт о технологии, призванной улучшить точность и аккуратность навигационных инструкций на коммуникаторах. Sony предлагает оснащать беспроводную гарнитуру специал...
  (читать дальше)

HTC, возможно, разрабатывает аналог iPod’а
Компания HTC подала в Управление США по патентам и торговым маркам (USPTO) патентную заявку на «Портативное электронное устройство» (Handheld Electronic Device). В заявке описывается гаджет с несколькими встроенными динамиками в различных вариантах расположения. HTC, в частности, рассматривает возможность размещения динамиков по разные стороны от дисплея и на задней части корпуса. Причём во втор...
  (читать дальше)

Google готова поделиться с Oracle частью выручки от Android
Компания Google готова пойти на мировое соглашение с Oracle по делу о нарушении патентов в мобильной операционной системе Android. Разбирательство, о котором идёт речь, было инициировано Oracle в августе 2010 года. Google обвиняется в незаконном использовании в Android нескольких технологий, связанных с платформой Java. Истец в качестве компенсации изначально рассчитывал получить более $2 млрд, ...
  (читать дальше)

Продажи мини-планшета Samsung Galaxy Note превысили 5 млн штук
Компания Samsung объявила о том, что за пять месяцев с момента начала продаж по всему миру было реализовано более 5 млн Galaxy Note — гибрида планшетного компьютера и смартфона. Гаджет оснащён 1,4-гигагерцевым процессором с двумя ядрами, 5,3-дюймовым сенсорным дисплеем Super AMOLED с разрешением 1280×800 точек и 8-мегапиксельной камерой (поддерживается запись видео в формате 1080р). Операционная...
  (читать дальше)

Smartpet: робособака с «Айфоном» вместо морды
24 апреля компания Bandai, создатель «Тамагочи» и множества других игрушек, начнёт продажи необычной роботизированной собаки, откликающейся на имя Smartpet. На месте морды у Smartpet расположена док-станция для iPhone. Коммуникатор Apple играет роль «мозгового центра» и служит для выражения эмоций. Специальная программа для смартфона позволит робособаке строить различные гримасы, реагировать на ...
  (читать дальше)

«Гуглофон» Fly Tech оснащён 4-дюймовым дисплеем
Бренд Fly представил сегодня в России новую линейку смартфонов Wow, первой моделью в которой стал моноблочный аппарат Tech (IQ280). Коммуникатор наделён ёмкостным сенсорным дисплеем с диагональю 4 дюйма; разрешение — 480×800 точек. Основная 5-мегапиксельная камера способна записывать видео в формате 720р; для видеотелефонии предусмотрена фронтальная 0,3-мегапиксельная камера. В основу Tech пол...
  (читать дальше)

Начинаются продажи смартфона LG Lucid
Оператор Verizon Wireless и компания LG Mobile представили коммуникатор Lucid, информация о котором на днях появилась в Сети. Аппарат выполнен в моноблочном корпусе на ARM-процессоре с двумя ядрами, тактовая частота которого составляет 1,2 ГГц. На борту новинки — 1 Гб оперативной памяти, флеш-накопитель вместимостью 8 Гб, адаптеры беспроводной связи Wi-Fi и Bluetooth 3.0, приёмник GPS и акселеро...
  (читать дальше)

«Облачное» хранилище Google, возможно, заработает в начале апреля
Не исключено, что компания Google вот-вот откроет собственное сетевое хранилище данных, слухи о котором ходят уже больше пяти лет. Новая «облачная» служба якобы получит название Google Drive. Её пользователям будет предоставляться дисковое пространство на веб-серверах для хранения различных файлов: музыки, видеоматериалов, документов и пр. Получить доступ к сервису подписчики смогут через веб-...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)