Slovenski raziskovalci odkrili povsem novo obliko materije, ki je ni možno razumeti z obstoječo fiziko

Raziskovalci Instituta Jožef Stefan (IJS) pod vodstvom Dragana Mihailovića so odkrili povsem novo zvrst snovi, ki je ni možno razumeti z obstoječo fiziko in odpira povsem novo področje. Gre za odkritje nove oblike materije, saj za osnovne delce tovrstni pojavi še niso bili znani, o odkritju pa danes poroča znanstvena revija Nature Materials.

Med poskusi, namenjenimi ustvarjanju novih oblik kvantnih materialov pod močno neravnovesnimi pogoji v kristalu tantalovega disulfida, je skupina raziskovalcev na IJS s kratkimi laserskimi sunki ustvarila nenavadno gosto amorfno elektronsko snov, v kateri se zaradi medsebojnih interakcij elektroni zagozdijo, so sporočili z IJS.

Odkritje spada na področje kvantne fizike in je po njihovem mnenju fundamentalno pomembno, saj odpira novo področje. Razumevanje pojava predstavlja nov velik izziv za današnjo kvantno fiziko. Pojav zagozdenja elektronov lahko nastane vsepovsod tam, kjer imamo opravka s hitro kompresijo osnovnih delcev pri velikih gostotah, na primer v jedrih ali v nevtronskih zvezdah. Ima tudi potencialno uporabo, saj je pojav možno kontrolirati, ob njem pa se močno spremeni električna upornost snovi.

Pojav je skupina osmih fizikov pod vodstvom Mihailovića odkrila med raziskavami leta 2016; skupina je potem potrebovala tri leta, da je lahko pojav okarakterizirala in eksperimentalno potrdila. Hkrati je bilo potrebno vsaj delno poskusiti poiskati tudi teoretični model, kar pa je bolj izpostavilo dejstvo, da novo odkrito stanje ne sodi v siceršnje razumevanje fizike in predstavlja nov izziv izven obstoječih okvirov kvantne fizike.

Novoodkriti pojav lahko pojmujemo kot “zagozdenje elektronov”, ki nastane v procesu, ko njihova gostota hitro narašča. Zaradi medsebojnega odboja se ukleščijo v stanje, v katerem so prepleteni z drugimi, prostimi elektroni. Kar je nenavadno pri omenjeni snovi, je, da se zagozdenje pojavi med elektroni, ki jih kvantna mehanika po navadi pojmuje kot valove.

Raziskovalcem je novo snov uspelo posneti s posebnim mikroskopom, katerega razvoj je trajal šest let, njegov obstoj pa je omogočilo sodelovanje med nemškim podjetjem Omicron in Nanocentrom ter IJS. Na začetku je bil financiran s sredstvi Centra odličnosti Nanocenter, po osnovnem zagonu pa so napravo v okviru ERC-projekta še nadgradili.

Osnovni nizkotemperaturni mikroskop s štirimi konicami je edinstven, saj omogoča opazovanje neravnovesnih stanj, ustvarjenih z močnimi laserskimi žarki. Mikroskop pa ne omogoča le meritev položaja posameznih elektronov, ampak tudi njihovo gibanje, porazdelitev hitrosti in tudi istočasno meritev klasične električne upornosti samega materiala, v katerem pojav opazujemo, so pojasnili na IJS.

Podjetje Omicron je po vzoru te naprave izdelalo še nekaj podobnih, vendar pa za zdaj nobena od teh še nima možnosti meritev v kombinaciji z lasersko spektroskopijo, kar ostaja unikat v Sloveniji. Nadaljevanje dela zdaj financira projekt Javne agencije za raziskovalno dejavnost RS.

Odkritje je v celoti plod slovenske raziskovalne skupine. Od njene prve objave na tem področju leta 2014 v reviji Science so sorodne raziskave pričele številne raziskovalne skupine po svetu, ameriško obrambno ministrstvo pa je na osnovi objave skupine razpisalo razpis za raziskave na novonastalem področju.

Povezane teme

fizika, Institut Jožef Štefan, Slovenija, slovenski raziskovalci
Aktualno

V Sloveniji doslej na koronavirus testirali 13 ljudi

V Sloveniji so doslej na koronavirus testirali 13 ljudi, vsi so bili negativni, je na današnji novinarski konferenci dejala Maja Sočan z Nacionalnega inštituta za javno zdravje (NIJZ). Po besedah državne sekretarke na ministrstvu za zdravje Simone Repar Bornšek zaščitni ukrepi, kot so zaščitne maske, zaradi tega virusa trenutno niso potrebni.

Aktualno

V čelnem trčenju s tovornjakom umrl voznik

V prometni nesreči, ki se je danes zjutraj zgodila na glavni cesti med Kidričevim in Slovensko Bistrico zunaj naselja Cirkovce, je umrl voznik osebnega avtomobila. Ta je trčil s tovornim vozilom za prevoz perutnine, trk pa je bil usoden tudi za večje število piščancev v tovornem vozilu, so sporočili s Policijske uprave Maribor.

Rubrika Aktualno

Aktualno

V Volkmarsnu, v Nemčiji, je 29-letni moški namerno zapeljal v pustno povorko, ciljal naj bi predvsem na otroke

Voznik je po navedbah policije namerno zapeljal v pustno povorko v kraju Volkmarsen v osrednji Nemčiji. Pri tem je bilo poškodovanih, nekateri huje, 30 deset ljudi, tudi otroci. Dokazov o političnem motivu za napad ni, a po navedbah hessenskega notranjega ministrstva morebitnega napada še ni moč izključiti, poroča nemška tiskovna agencija dpa.

Aktualno

Vremenski preobrat: Danes 14 stopinj, v sredo sneg

V sredo je pričakovati nekaj snežink, saj bo po besedah Braneta Gregorčiča z Agencije RS za okolje (Arso) po nižinah sprva deževalo, čez dan pa se bo meja sneženja od severa proti jugu počasi spuščala. Ob močnejših padavinah lahko tako v osrednji Sloveniji dež za krajši čas preide v sneg, v gorah pa ga bo zapadlo od deset do 25 centimetrov.