Российские учёные придумали, как изучать новые материалы с помощью света

Обычно, чтобы понять, как ведут себя электроны в сложных материалах, учёным приходится подключать к образцам множество проводов или помещать их в очень сильное магнитное поле.

Это сложно и не всегда удобно. Российские физики из Российского квантового центра, ИТМО и МФТИ нашли более простой способ — они научились наблюдать за поведением электронов с помощью света.

В обычных условиях электроны внутри материала движутся хаотично. Но если сильно охладить вещество и уменьшить количество частиц, они начинают вести себя иначе: отталкиваются друг от друга и выстраиваются в ровную структуру, похожую на кристаллическую решётку. Такое состояние называется вигнеровским кристаллом. Учёным удалось увидеть его в сверхтонком материале — монослое диселенида вольфрама. Этот слой настолько тонкий, что в сто тысяч раз тоньше человеческого волоса, сообщает ТАСС.

Раньше такие состояния изучали сложными методами — через электричество или с помощью мощных магнитов. А российские исследователи впервые заметили признаки этого явления просто по тому, как материал отражает и пропускает свет, и без использования магнитного поля.

Это открытие даёт учёным новый удобный инструмент для изучения квантовых эффектов, где множество частиц работает как единое целое. В будущем такие сверхтонкие структуры могут стать основой для квантовых симуляторов — специальных устройств, которые помогут моделировать поведение новых материалов. На обычных суперкомпьютерах это почти невозможно из-за огромного количества частиц, которые нужно одновременно просчитывать.