Эксперимент подтверждает существование одномерного состояния «жидкости Люттингера»

Как будут себя вести электроны в проводнике, столь тонком, что они смогут проходить по нему только поодиночке? Этот вопрос занимает умы ученых уже более полувека. Математическая модель, предложенная в 1950 г. лауреатом Нобелевской премии Синитиро Томонагой (Sinitiro Tomonaga), и в 1963 г. американским физиком Хоакином Люттингером (Joaquin Mazdak Luttinger), показывает, что влияние одной частицы на остальные в одномерной линии должно быть значительно больше, чем в двух- или трехмерном случаях.

Среди квантовых физиков эта теория получила известность как «жидкость Люттингера». Она особенно привлекательна тем, что для одномерного случая возможно получать математически точные решения. В подавляющем большинстве других задач ученым остается довольствоваться приближенными результатами.

Кака сообщается во вчерашнем номере Science Express, ученым из канадского McGill University и Sandia National Laboratories удалось преодолеть инженерные трудности, до недавнего времени препятствовавшие изучению состояния жидкости Люттингера на практике.

Успеху эксперимента способствовало создание тем же коллективом в 2011 г. самой миниатюрной в мире электронной цепи, состоявшей из двух проводников, расстояние между которыми составляло всего около 15 нм (150 атомов). Но даже обладая этой технологией физики McGill и Sandia потратили несколько лет на создание устройства, пригодного для выполнения надежных измерений. Достичь своей цели они смогли после 250 неудачных попыток. Изготовление каждого из экспериментальных прототипов требовало 29 технологических этапов и ошибка могла быть допущена на любом из них.

В ходе эксперимента, описанного в статье, ученые измеряли влияние, оказываемое очень слабым током через один проводник на другой. Было показано, что этот эффект, так называемое «трение», возрастает при охлаждении электронной схемы до криогенных температур. Это находится в полном соответствии с предсказаниями теории Люттингера, тем самым подтверждая наблюдение состояния «жидкости».

Авторы работы пока затрудняются прогнозировать какой практический эффект может иметь их достижение. Но, как указывают они, изобретение лазера тоже поначалу представляло исключительно академический интерес.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI