Учёные обнаружили новое состояние материи — квантовый жидкий кристалл, возникающий на границе двух экзотических материалов: полуметалла Вейля и спинового льда. Исследование опубликовано в Science Advances.
При воздействии сильного магнитного поля эти материалы образуют гетероструктуру, где электроны начинают двигаться анизотропно — проводимость меняется в зависимости от направления. В эксперименте минимальная проводимость наблюдалась в шести направлениях, а при увеличении поля электроны внезапно текли в двух противоположных направлениях. Это явление нарушает вращательную симметрию, указывая на новую квантовую фазу.
Открытие может привести к созданию сверхчувствительных квантовых датчиков для экстремальных условий, например, в космосе. Полуметаллы Вейля известны быстрой и бездиссипативной проводимостью, а спиновый лёд имитирует структуру льда на магнитном уровне. Их сочетание открывает пути к управлению свойствами материалов.
Эксперименты проводились в Национальной лаборатории сильного магнитного поля (MagLab) при сверхнизких температурах. Ранее та же команда разработала метод сборки таких структур с помощью установки Q-DiP.
«Это лишь начало, — отметил ведущий автор Цзун-Чи Ву. — Взаимодействие квантовых материалов может раскрыть ещё больше неожиданных явлений». Исследование объединило усилия экспериментаторов и теоретиков, включая профессоров Джака Чахаляна и Джедедайю Пиксли.
Физики под руководством Джака Чахаляна (слева) и с участием Цзун-Чи Ву (справа) и Майкла Терилли (в центре) изучают новые квантовые явления, которые могут открыть путь к передовым технологиям. Фото: Джефф Арбан.
Дополнительная информация: Tsung-Chi Wu et al, Electronic anisotropy and rotational symmetry breaking at a Weyl semimetal/spin ice interface, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adr6202
Источник: https://phys.org/news/2025-07-quantum-state-interface-exotic-materials.html