Плутоний раскрыл новую квантовую тайну: ученые обнаружили необычное состояние вещества

Исследование гексаборида плутония показало, что материал обладает свойствами топологического изолятора Кондо. Открытие помогает лучше понять квантовые свойства плутония и может оказаться полезным для развития квантовых технологий будущего.

Плутоний раскрыл новую квантовую тайну: ученые обнаружили необычное состояние вещества
INL

Исследователи из Национальной лаборатории Айдахо сообщили о важном открытии в области физики актинидов. Изучая соединение гексаборида плутония (PuB6), ученые обнаружили, что этот материал ведет себя как так называемый топологический изолятор Кондо — редкое квантовое состояние, сочетающее необычные электронные свойства и сложные взаимодействия между частицами.

Плутоний уже много десятилетий остается одним из самых сложных для изучения элементов периодической таблицы. Несмотря на его ключевую роль в ядерной энергетике и вопросах национальной безопасности, поведение его электронов до сих пор во многом остается загадкой для физиков. Новое исследование позволило получить более четкое представление о процессах, происходящих внутри этого материала.

Особенность обнаруженного состояния заключается в том, что электрический ток не проходит через внутренний объем вещества, но свободно распространяется по его поверхности. При этом поверхностная проводимость оказывается крайне устойчивой к различным дефектам и внешним воздействиям.

Дополнительную сложность создает так называемый эффект Кондо — квантовое явление, при котором электроны начинают взаимодействовать друг с другом настолько сильно, что ведут себя как единая система. Именно такие коллективные эффекты делают плутоний одним из самых необычных материалов современной физики.

Для проведения экспериментов ученым пришлось работать с микроскопическими образцами материала при сверхнизких температурах. Это позволило практически полностью исключить влияние тепловых колебаний и наблюдать чистые квантовые процессы. Полученные результаты были дополнительно проверены с помощью компьютерного моделирования, выполненного совместно с теоретиками из Колумбийского университета.

По словам авторов работы, открытие имеет не только фундаментальное значение. Материалы с подобными свойствами рассматриваются как потенциальная основа для будущих квантовых компьютеров, высокочувствительных датчиков и новых методов моделирования сложных ядерных систем.

Ученые отмечают, что гексаборид плутония предоставляет редкую возможность наблюдать взаимодействие квантовых эффектов и топологических свойств в одном материале. Это делает его ценным объектом для дальнейших исследований и может помочь раскрыть новые аспекты поведения самых тяжелых элементов таблицы Менделеева.

Читайте также

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Стартап Hylenr Technologies заявил об обнаружении 32 элементов после эксперимента с ядерным синтезом

Стартап Hylenr Technologies заявил об обнаружении 32 элементов после эксперимента с ядерным синтезом

ООН предупредила: глобальное потепление вскоре превысит критический порог в 1,5 °C

ООН предупредила: глобальное потепление вскоре превысит критический порог в 1,5 °C

Фотон от мощнейшего космического взрыва мог указать на нарушение законов Эйнштейна

Фотон от мощнейшего космического взрыва мог указать на нарушение законов Эйнштейна

Глубоководная рыба умеет ходить по дну задом наперед

Глубоководная рыба умеет ходить по дну задом наперед

Археологи раскрыли истинные причины каннибализма в неолитической Европе

Археологи раскрыли истинные причины каннибализма в неолитической Европе

Ученые выяснили, почему воспоминания не исчезают даже при потере связей в мозге

Ученые выяснили, почему воспоминания не исчезают даже при потере связей в мозге

ИИ OpenAI заявил о решении одной из семи задач тысячелетия

ИИ OpenAI заявил о решении одной из семи задач тысячелетия

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Ученые предложили печатать дома на Марсе из песка и дрожжей

Ученые предложили печатать дома на Марсе из песка и дрожжей

Почти 3000 взрывов звезд указали на то, что темная энергия меняется со временем

Почти 3000 взрывов звезд указали на то, что темная энергия меняется со временем

Меркурий сжимается быстрее, чем считали ученые

Меркурий сжимается быстрее, чем считали ученые