Ученые из Принстонского университета совершили прорыв, обнаружив в кристалле, состоящем из атомов мышьяка (As) невиданное до сих пор квантовое состояние, получившее название “гибридная топология”. Это открытие может существенно продвинуть разработку новых материалов и технологий для квантовых наук и инженерии.
Открытие, опубликованное в журнале Nature , стало возможным благодаря использованию сканирующего туннельного микроскопа и спектроскопии фотоэмиссии, что позволило исследователям исследовать и визуализировать новое квантовое состояние. Это состояние объединяет два типа топологического квантового поведения: состояния на краях и поверхностные состояния, образуя новое состояние вещества.
“Это открытие было совершенно неожиданным,” сказал М. Захид Хасан, профессор физики из Принстонского университета, который возглавил исследование. Он подчеркнул, что до этого наблюдения никто теоретически не предсказывал такого поведения.
Исследование топологических состояний материи привлекает значительное внимание ученых благодаря потенциалу для практического применения, включая разработку новых квантово-информационных наук и квантовых вычислительных устройств. Однако перед тем, как это станет возможным, необходимо достичь проявления квантово-топологических эффектов при более высоких температурах и найти простые элементарные материалы, которые могли бы демонстрировать такие явления.
Это открытие открывает новые возможности для будущих исследований и приложений в квантовых технологиях, особенно в так называемых “зеленых” технологиях. “Наше исследование делает шаг вперед в демонстрации потенциала топологических материалов для квантовой электроники с приложениями, экономящими энергию,” сказал Хасан.
Он выразил уверенность, что арсеник со своей уникальной топологией может стать новой платформой для разработки новых топологических материалов и квантовых устройств, которые в настоящее время недоступны на существующих платформах.