Путем воздействия на сверхтонкий слоистый полупроводник мощными лазерными импульсами исследователям впервые удалось создать жидкость, состоящую не из обычных атомов вещества, а лишь из отдельных электронов и дырок при комнатной температуре.
В ходе эксперимента ученые из Калифорнийского университета изготовили материал, состоящий из чередующихся слоев полупроводникового дителлурида молибдена и графена. Толщина всей конструкции была немного больше ширины одной молекулы ДНК. Далее физики бомбардировали эту структуру сверхбыстрыми лазерными импульсами, измеряемых квадриллионными долями секунды.
В результате эксперимента ученые заметили внезапное формирование того, что они назвали аномальным кольцом фототока и обнаружили в нем признаки конденсации электронов и их положительно заряженных дыр в эквивалент жидкости. По словам команда, вещество обладает свойствами, напоминающими обычную жидкость, за исключением того, что состоит не из молекул, а из отдельных элементарных частиц. Однако исследователей больше удивило то, что экзотическое состояние образовалось в условиях комнатной температуры.
Далее физики будут изучать свойства экзотической жидкости, такие как поверхностное натяжение, текучесть. Также они планируют использовать эту технологию для исследования других явления. Например, сможет ли охлаждение до сверхнизких температур превратить каплю в «квантовую жидкость» с уникальными физическими свойствами, которые помогут узнать новые фундаментальные особенности материи.
Команда утверждает, что благодаря электронным свойствам вещества, можно будет разработать оптоэлектронные устройства, которые работают с высокой эффективностью в терагерцовом диапазоне спектра. Террагерцевые волны можно использовать для выявления рака кожи, трещин в зубах, дефектов в продукции или для систем более быстрой космической связи. Жидкость также может стать основой для квантовых компьютеров, позволяя значительно уменьшить их размеры, по сравнению с теми, что основаны на кремнии.
Ранее мы также сообщали о том, что ученым удалось охладить плазму лазером.
текст: Илья Бауэр, фото: UC Riverside, видео: YouTube/QMO Lab