Odkryto nowe, grafenowe kwazicząsteczki. W przyszłości mogą powstać oparte na nich komputery nowej generacji [DEPESZA]
Inżynierowie z Uniwersytetu Manchesterskiego odkryli i scharakteryzowali nową rodzinę kwazicząsteczek zwaną fermionami Browna-Zaka, która występuje w supersieciach grafenowych. Ich zachowanie w polu magnetycznym daje nadzieję na opracowanie innowacyjnych układów elektronicznych wysokich częstotliwości. Komputery nowej generacji zbudowane dzięki temu odkryciu pozwolą szybciej i sprawniej wykonywać skomplikowane obliczenia.
Praca zaprezentowana przez naukowców z Uniwersytetu Manchesterskiego tłumaczy zachowanie elektronów w grafenowej supersieci. Dotychczas uważano, że elektrony w takiej supersieci zachowują się jak fermiony Diraca, czyli kwazicząsteczki wykazujące właściwości fotonów, które są pozbawione masy i mogą replikować się w wysokim polu magnetycznym.
– Powszechnie wiadomo, że w zerowym polu magnetycznym elektrony poruszają się po prostych trajektoriach, a jeśli zastosujesz pole magnetyczne, zaczną się zginać i poruszać się po okręgu – tłumaczy Julien Barrier z Uniwersytetu Manchesterskiego.
Takie podejście stało jednak w sprzeczności z niektórymi doświadczalnymi właściwościami tych cząsteczek. Nie pozwalało wyjaśnić ponadnormatywnej degeneracji stanów energetycznych czy wyliczyć faktycznej masy kwazicząsteczek w tym stanie. Odkrycie fermionów Browna-Zaka rzuciło nowe światło na supersieci grafenowe.
– W warstwie grafenu wzbogaconej azotkiem boru elektrony również zaczynają się zginać, ale po ustawieniu określonych wartości pola magnetycznego elektrony znów poruszają się po liniach prostych, tak jakby nie było już pola magnetycznego – wskazuje Julien Barrier.
Jak się okazało, jeśli przyjmiemy, że fermiony Browna-Zaka należą do rodziny kwazicząsteczek supersieci funkcjonujących w wysokim polu magnetycznym, można ustalić i zmierzyć ich liczbę kwantową. Dowiedziono także, że obniżenie temperatury pozwala zniwelować degenerację stanów energetycznych.
– Takie zachowanie elektronów radykalnie różni się od tego, co możemy przeczytać w podręcznikach fizyki – podkreśla dr Piranavan Kumaravadivel z Uniwersytetu Manchesterskiego.
– To fascynujące zachowanie elektronów przypisujemy tworzeniu się nowych kwazicząstek w wysokim polu magnetycznym – wskazuje dr Alexey Berdyugin, członek zespołu prowadzącego badania. – Te kwazicząstki mają własne unikatowe właściwości i wyjątkowo wysoką ruchliwość pomimo niezwykle wysokiego pola magnetycznego.
W trakcie eksperymentów testowano zachowanie kwazicząsteczek w wielkowymiarowych urządzeniach grafenowych o wysokim stopniu czystości, które wykazywały ruchliwość na poziomie kilku milionów cm²/Vs. Okazało się, że są one w stanie przebyć całą długość układu bez rozpraszania się.
Wykorzystanie tej wiedzy teoretycznej pozwoli stworzyć systemy elektroniczne o wysokiej mobilności, niezbędne do wytwarzania dwuwymiarowych układów wykonanych m.in. z jednoatomowej warstwy grafenowej. Odkrycie fermionów Browna-Zaka umożliwi przyspieszenie prac nad tranzystorami ultrawysokich częstotliwości wykorzystywanych na potrzeby stworzenia bardzo wydajnych procesorów grafenowych nowej generacji.
– Nasze odkrycie jest oczywiście ważne dla podstawowych badań transportu elektronów, ale wierzymy, że zrozumienie działania kwazicząstek w nowatorskich urządzeniach supersieciowych w wysokich polach magnetycznych może doprowadzić do opracowania nowych urządzeń elektronicznych – przekonuje Julien Barrier.
Według firmy badawczej Grand View Research wartość globalnego rynku grafenowego do 2025 roku wzrośnie do 550 mln dol. W najbliższych latach ma się rozwijać w tempie blisko 38 proc. w skali roku.
Czytaj także
- 2025-03-03: Unia Europejska spóźniona w wyścigu AI. Eksperci apelują o szybsze inwestycje i zaprzestanie regulacji
- 2023-08-08: ESA chce zapewnić Europie najbezpieczniejszy na świecie system komunikacji. Pomogą w tym polskie firmy
- 2022-07-19: Technologie kwantowe zrewolucjonizują obszar cyberbezpieczeństwa. Złamanie kwantowych szyfrów będzie niemożliwe nawet dla komputerów kwantowych
- 2022-08-01: Kosmiczne dane wymagają bezpiecznego przechowywania i przesyłania na Ziemię. Polacy tworzą innowacyjne moduły pamięci dla kosmicznych misji
- 2022-06-17: Specjalny materiał z dodatkiem grafenu może pochłaniać elektrosmog. Polscy naukowcy chcą go wprowadzić na rynek w ciągu kilku miesięcy
- 2022-04-22: Wykorzystanie grafenu w Sieci Badawczej Łukasiewicz [przebitki]
- 2022-01-25: Interfejs mózg–komputer będzie testowany na ludziach jeszcze w tym roku. Technologii towarzyszą jednak wątpliwości natury etycznej
- 2021-07-08: Nowy rodzaj akumulatorów może przyspieszyć rozwój branży aut elektrycznych. Jest prostszy w produkcji i przyjaźniejszy dla środowiska niż popularne baterie litowe
- 2021-06-10: Grafen może zrewolucjonizować dyski twarde. Pozwala zapisać dziesięciokrotnie więcej danych na tej samej powierzchni [DEPESZA]
- 2021-05-11: Urojona część mechaniki kwantowej istnieje również w rzeczywistym świecie. Odkrycie naukowców z UW pomoże zrozumieć źródła efektywności superkomputerów kwantowych
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii

Bankowość

Rośnie liczba i wartość udzielonych konsumentom kredytów gotówkowych. Gorzej mają się kredyty ratalne oraz te udzielane firmom
Rynek kredytowy w Polsce co do zasady rośnie, choć nierównomiernie. Z danych Biura Informacji Kredytowej wynika, że najlepiej rozwija się segment kredytów gotówkowych dla konsumentów. Wartościowo wzrosła też kwota udzielonych limitów w kartach kredytowych. Według prognoz BIK w całym roku wzrośnie wartość zarówno udzielonych kredytów mieszkaniowych, jak i gotówkowych, choć tych pierwszych poniżej inflacji. Wcześniejsze cięcia stóp procentowych przez RPP nie zmieniły tej prognozy.
Transport
37,5 proc. środków z Planu Społeczno-Klimatycznego trafi na walkę z ubóstwem transportowym. Organizacje branżowe apelują o zmianę priorytetowych projektów [DEPESZA]

Ministerstwo Funduszy i Polityki Regionalnej z końcem czerwca zakończyło konsultacje Planu Społeczno-Klimatycznego, który otwiera drogę do pozyskania 65 mld zł (11,4 mld euro) z unijnego Społecznego Funduszu Klimatycznego. Polska będzie jego największym beneficjentem, a 37,5 proc. budżetu zostanie przeznaczone na bezpośrednie wsparcie osób narażonych na ubóstwo transportowe. Organizacje branżowe oceniają jednak, że walka z tym zjawiskiem może się okazać nieskuteczna. W toku konsultacji zgłosiły swoje zastrzeżenia co do priorytetów w wydatkach i sposobu wsparcia inwestycji w transport rowerowy.
Konsument
Proces deregulacji nie dotyczy branży tytoniowej. Jest propozycja kolejnej ustawy w ciągu kilku miesięcy

Najpierw wprowadzenie podatku akcyzowego na saszetki nikotynowe, potem propozycja przepisów, które zmierzają do wycofania tych produktów z rynku – przedstawiciele środowisk biznesowych podkreślają, że przygotowywane przez resort zdrowia przepisy wprowadzają chaos legislacyjny w branży tytoniowej. To tym bardziej dziwi przedsiębiorców, że stoi w opozycji do prowadzonego przez rząd procesu deregulacji w gospodarce. W dodatku może mieć negatywne skutki dla budżetu państwa i doprowadzić do skokowego wzrostu szarej strefy.
Szkolenia

Akademia Newserii
Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.