Физики в восторге: в известном металле выявлены необычные магнитные свойства. Каковы причины этого открытия и его значение?

Физики обнаружили, что ультратонкие чешуйки висмута обладают загадочными магнитными свойствами, которые могут сделать этот мягкий, блестящий металл отличным кандидатом для создания более экологически чистой электроники. Данное исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters, сообщает New Scientist.

Исследователи предполагали, что очень тонкие чешуйки висмута могут иметь уникальные физические характеристики, аналогично другим сверхтонким материалам, таким как графен, изготовленный из углерода. Однако, учитывая, что висмут является мягким металлом, его сложно сделать достаточно тонким для проявления этих уникальных свойств.

На данный момент ученые разработали новую методику, которую они сравнивают с использованием терки для сыра. Это позволило им создать чешуйки висмута толщиной всего 68 нанометров, что составляет менее одной тысячной толщины стандартного листа бумаги. Затем исследователи подвергли их воздействию различных температур, варьирующихся от почти абсолютного нуля до комнатной температуры, а также сильным магнитным полям, которые в десятки тысяч раз превышают силу магнитов на холодильнике.

При этих условиях висмут постоянно демонстрировал одно особое электромагнитное поведение. В частности, когда физики подключали к нему провода, всегда возникал тип электрического тока, известный как аномальный эффект Холла.

В результате ученые получили данные, которые их очень удивили, поскольку известные свойства висмута предполагают, что аномальный эффект Холла ему не должен был проявляться.

По словам исследователей, поскольку данный эффект наблюдается даже при комнатной температуре, ультратонкий висмут может оказаться полезным для разработки более экологически чистых электронных устройств. Это связано с тем, что висмут менее токсичен по сравнению с многими аналогичными материалами, используемыми в электронике.

Физиков сильно поразило то, что аномальный эффект Холла сохраняется даже при воздействии чрезвычайно сильных магнитных полей. Кроме того, высокая температура также не оказала никакого влияния.

На данный момент у физиков нет четкого объяснения этого явления, хотя существуют некоторые предположения. Возможно, расположение атомов висмута ограничивает энергетику и движение их электронов согласно определенным математическим правилам, известным как топология.