Свет помог ученым изучать материалы будущего

Российские исследователи нашли способ наблюдать за коллективным поведением электронов в ультратонких материалах с помощью света. Это упростит изучение сложных состояний вещества, необходимых для создания новых материалов, квантовой электроники и твердотельных квантовых симуляторов. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review B. Данную информацию сообщает портал ТАСС.

Ученые из Российского квантового центра, Университета ИТМО и МФТИ впервые оптически зафиксировали вигнеровский кристалл — упорядоченную структуру электронов, возникающую при сильном охлаждении и низкой плотности частиц. Эксперимент проводился на монослое диселенида вольфрама толщиной около нанометра, что в сто тысяч раз тоньше человеческого волоса.

Ранее подобные состояния изучали с помощью электрических измерений или сильных магнитных полей. Новый метод позволяет обойтись без них, используя только отклик материала на свет. По словам руководителя научной группы Александра Чернова, это дает научному сообществу удобный инструмент для исследования квантовых систем, где множество частиц ведут себя как единое целое.

В перспективе двумерные структуры могут стать основой для твердотельных квантовых симуляторов. Такие платформы способны моделировать поведение сложных материалов, что недоступно классическим суперкомпьютерам из-за необходимости учитывать коллективные эффекты огромного числа частиц. Работа выполнена в рамках дорожной карты по квантовым вычислениям под руководством госкорпорации «Росатом».