Фізики вражені: в знайомому металі виявлено загадкові магнітні властивості. Чому це має велике значення?

Фізики виявили, що надтонкі пластинки вісмуту демонструють загадкові магнітні властивості, які можуть допомогти цьому м'якому, блискучому металу стати відмінним матеріалом для створення більш екологічної електроніки. Дослідження опубліковане в журналі Physical Review Letters, пише New Scientist.

Фізики підозрювали, що дуже тонкі пластинки вісмуту можуть мати незвичайні фізичні властивості, як і інші надтонкі матеріали, такі як графен, що складається з вуглецю. Але оскільки вісмут є настільки м'яким металом, його важко зробити досить тонким, щоб проявились ці незвичайні властивості.

Тепер же вчені розробили нову техніку для цього, яку вони порівнюють з використанням терки для сиру. Це дозволило фізикам створити пластинки вісмуту товщиною всього 68 нанометрів, що менше однієї тисячної товщини аркуша паперу. Потім вчені піддавали їх впливу різних температур, від майже абсолютного нуля до кімнатної температури, і магнітних полів, які в десятки тисяч разів сильніші, ніж у магнітів на холодильнику.

В цих умовах вісмут завжди демонстрував одну особливу електромагнітну поведінку. А саме, коли фізики підключали до нього дроти, завжди виникав тип електричного струму, відомий як аномальний ефект Холла.

В результаті вчені отримали результати, які їх дуже здивували, адже відомі властивості вісмуту припускають, що у нього просто не повинно бути аномального ефекту Холла.

За словами фізиків, оскільки цей ефект проявляється навіть при кімнатній температурі, ультратонкий вісмут може бути корисним для розробки більш екологічних електронних пристроїв. Справа в тому, що вісмут менш токсичний, ніж багато подібних матеріалів, що використовуються для створення електроніки.

Фізики були сильно вражені тим, що аномальний ефект Холла зберігається навіть тоді, коли вісмут піддається впливу надзвичайно сильних магнітних полів. І навіть дуже висока температура не вплинула на це.

У фізиків поки немає жодного пояснення цьому, хоча є деякі припущення. Можливо, спосіб розташування атомів вісмуту обмежує енергію та рух їхніх електронів відповідно до набору математичних правил, званих топологією.