Fyzikové objevili exotický kvantový efekt v pětivrstvém »zásobníku« grafenu

Fyzikové ze Spojených států zjistili, že uvnitř pětivrstvých struktur z grafenu může docházet k neobvyklému kvantovému efektu, který způsobuje, že se elektrony uvnitř těchto mezivrstev chovají, jako by měly zlomkový náboj. To umožňuje využít takové struktury k sestavení kvantových počítačů, uvedlo tiskové oddělení MIT.

»Dílčí náboje elektronů jsou samy o sobě exotickým jevem a nyní je můžeme získat uvnitř jednoduše uspořádaného materiálu a bez působení silných magnetických polí. To je samo o sobě velmi důležité pro studium základní fyziky, stejně jako nám v budoucnu umožní vytvořit nové typy kvantových počítačů, chráněných před působením vnějšího rušení,« uvedl docent MIT Ju Lun.

Jak poznamenali vědci, jev, který objevili, je analogií frakčního kvantového Hallova jevu. Tak fyzikové nazývají neobvyklou povahu chování elektronů uvnitř plochých desek polovodičů, ochlazených na ultranízké teploty a vystavených velmi silnému magnetickému poli. Za takových podmínek se elektrony chovají, jako by měly zlomkový náboj, což je způsobeno kvantovými interakcemi mezi těmito částicemi.

Před deseti lety fyzikové zjistili, že stejným způsobem lze přimět elektrony, aby se chovaly i bez přítomnosti vnějších magnetických polí, což vyžaduje speciální způsob překrývání vrstev složitě uspořádaných dvourozměrných materiálů. Tento objev donutil americké vědce přemýšlet o tom, zda je možné tuto anomální variantu frakčního kvantového Hallova jevu reprodukovat v jednodušeji uspořádaném materiálu.

Jejich experimenty ukázaly, že toho lze dosáhnout tak, že vezmeme pět vrstev grafenu a překryjeme je na sebe v podobě jakéhosi »žebříku« nebo »hada«. V důsledku toho budou atomy uvnitř všech vrstev grafenu rozmístěny tak, že jejich těsná blízkost bude nutit elektrony rotující kolem nich, aby spolu aktivně interagovaly a získávaly frakční náboj.

Takové struktury, jak poznamenali vědci, lze využít k vytvoření hybridních kvantových počítačů, v nichž se k provádění výpočtů budou používat i supravodiče a materiály s frakčním kvantovým Hallovým jevem. V minulosti to nebylo možné kvůli tomu, že zachování zlomkových nábojů částic vyžadovalo silná magnetická pole, která narušovala práci supravodičů. Pětivrstvý grafen umožňuje tento problém obejít, což otevírá cestu k vytvoření kvantových počítačů, maximálně chráněných před vnějším rušením, shrnuli fyzikové.

(cik, TASS)

REKLAMA
SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY

Mzdy 2026: polepší si technické profese nebo zdravotníci. Jak na tom budou lidé z administrativy?

Minimální hrubá mzda pro letošní rok činí přes 22 tisíc korun, průměrná přesáhne 48 tisíc korun. Na jakých pozicích...

Jak se změnilo nakupování: online je hitem a mobil vládne trhu

Online nakupování se během několika let proměnilo z doplňku v běžnou součást života. E-commerce poprvé překročila hranici 20 %...

Autisté na trhu práce: umělá inteligence snižuje jejich šance. Uplatnění nacházejí v IT

V Česku žije zhruba 200 tisíc lidí s poruchou autistického spektra (PAS). Přes sto tisíc z nich je v produktivním věku, přesto více...

Neutrino je lehčí, než se předpokládalo. Češi se podíleli na rekordním měření

Vědcům z mezinárodního experimentu KATRIN se podařilo určit doposud nejnižší horní hranici hmotnosti neutrina – nejpočetnější částice, která je...

I běžné materiály jsou v lecčems geniální, ukazuje nová výstava v Akademii věd

Ohnutím ocelového drátu se změní jeho magnetické vlastnosti. Jiný drát si svůj tvar pamatuje a vždy se do něj...

DALŠÍ NOVINKY

Nejen hřiby. Proč nesbírat houby s lupeny? Tyhle jsou nejchutnější!

Existují houby s rourkami na spodu klobouku, a ty sbírá prakticky každý. Ať už jde o hřiby, kozáky či křemenáče....

Slovensko obnovuje práci mezivládní komise s Ruskem. Také další země plánují dialog

Bratislava obnovuje práci na mezivládní komisi s Ruskem, která byla pozastavena od roku 2022. Oznámilo to slovenské ministerstvo zahraničních...

Víkend ve znamení chladnějšího počasí. Na horách se může objevit sníh

Víkend v Česku přinese chladnější počasí s denními teplotami většinou mezi osmi a 13 stupni Celsia. Zatímco dnešek bude...

Sparta i Plzeň v Evropské lize padly, Jablonec zaskočil Brighton a vybojoval cenný bod

Českým fotbalovým klubům se v evropských pohárech opět příliš bodově nedařilo. Sparta prohrála v Evropské lize na hřišti Olympiakosu...

Kuba: tradiční veřejná doprava na historickém minimu kvůli americkému embargu

Kubánský ministr dopravy Eduardo Rodríguez Dávila čelí každý den zdánlivě »nemožnému úkolu«: přepravit miliony lidí – letadlem, vlakem a...

Münchau (Eurointeligence): Evropa není schopna porazit Rusko

Analytik Wolfgang Münchau, šéf Eurointeligence, vyjádřil vážné pochybnosti o schopnosti Evropy zvítězit v dlouhodobé konfrontaci s Ruskem a varoval...

Poslanecká sněmovna ve víru sporů, hádek a málem i šarvátek

AKTUALIZOVÁNO Státní rozpočet na příští rok počítá s výrazně vyšším deficitem, než jaký má Česko letos. Poslanecká sněmovna v prvním...

Dekorace i malování. Botanická zahrada v Teplicích chystá jubilejní Podzimní tvořivé dny

Botanická zahrada v Teplicích zve návštěvníky na oblíbené Podzimní tvořivé dny, které letos oslaví už 15. výročí. Rodinná akce...

Jako ve středověku: Vesnice v Polsku byla prodána spolu se stovkami obyvatel

V Poznani prodala místní katolická arcidiecéze 12 hektarů panství Maltańskie společnosti JHM Development, která sídlí ve Skierniewicích. Na panství...

Trump: Mluvil jsem s Putinem, blížíme se ke konci války na Ukrajině

Donald Trump zopakoval své hodnocení, že válka na Ukrajině se blíží ke konci, a zároveň poděkoval Rusku za propuštění...
REKLAMA
Poslední zprávy