Американские ученые из Колумбийского и Техасского университета в Остине сообщили о наблюдении уникального явления: сверхтекучая жидкость, которая по определению должна течь вечно без трения, внезапно остановилась и превратилась в изолятор. Это открытие, опубликованное в журнале Nature, может быть первым прямым наблюдением фазового перехода в так называемое «сверхтекучее твердое тело» в двумерном материале.
Вместо гелия, который обычно используют для таких опытов, ученые взяли два слоя графена. Под воздействием света и магнитных полей в графене образуются экситоны — пары из электрона и «дырки». При низких температурах эти экситоны объединяются и ведут себя как сверхтекучая жидкость.
Физики начали менять плотность экситонов и температуру и заметили странную вещь: при высокой плотности экситоны текли свободно, но когда их становилось меньше, поток замирал. Это поведение указывает на то, что экситоны выстроились в жесткую кристаллическую решетку (как в твердом теле), но при этом сохранили квантовые свойства.
Это состояние парадоксально: материя одновременно имеет структуру кристалла и способность течь без трения. Открытие подтверждает, что 2D-материалы являются идеальной площадкой для изучения самых экзотических состояний материи, которые могут лечь в основу будущей электроники.
Ранее Наука Mail рассказывала, что ученые впервые с помощью лазерной технологии удержали квантовую материю в стабильных пакетах.
