Новое явление в квантовой плазме: ток ускоряется

В настоящее время для электроники нужны все более компактные и мощные процессоры. Немецкие ученые обнаружили новое, ранее неизвестное явление в квантовой плазме, которое может решить эту проблему.

Плазма - это ионизированный электропроводящий газ, состоящий из положительных (ионы) и отрицательных носителей заряда (так называемых невырожденных электронов). Почти вся обычная материя Вселенной в основном состоит из плазмы, а на Земле ее используют для производства энергии в управляемом термоядерном синтезе, медицине, промышленности и т.д.

Физики из Рурского университета в Бохуме (Германия) обнаружили, что отрицательно заряженный потенциал позволяет объединить положительно заряженные частицы (ионы) в атомоподобные плазменные структуры. Таким образом электрический ток начинает течь гораздо быстрее и эффективнее, открывая новые перспективы для нанотехнологий. Новый эффект наблюдается на атомарном уровне в квантовой плазме. Это тот случай, когда по сравнению с нормальной плотность квантовой плазмы очень высока, а ее температура наоборот – невысокая.

Открытый учеными отрицательный потенциал вызывает силу притяжения между ионами, которые затем образуют решетки. Эти решетки сжимаются, расстояние между ними сокращается, и ток течет через них гораздо быстрее. Данное явление обусловлено коллективными процессами взаимодействия вырожденных электронов с квантовой плазмой.

Такую плазму можно найти, например, в ярких звездах с дефицитом ядерного топлива (белые карлики) или получить в лаборатории с помощью лазерного излучения.

Исследование физиков из Рурского университета открывает возможность ионной кристаллизации на атомном масштабе. Это совершенно новое направление исследований, которое может связать различные дисциплины физики. В практическом плане открытие может помочь создать микросхемы для квантовых компьютеров, полупроводников, сверхтонкие пленки металлов и металлические наноструктуры.