Электроны демонстрируют коллективное поведение.

Эксперименты на ускорителях частиц, коллайдерах, требуют больших затрат и сложноорганизованы. Ученые обнаружили, что для проведения исследований достаточно трех электронов вместо огромных установок и миллионов частиц.

Схема разделения электронного заряда / © Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09139-z

«Парадокс кучи», знакомый нам из мультфильмов «38 попугаев», задаёт практический вопрос: с какого количества объектов они превращаются в нечто другое, «кучу». С какого числа зёрен горстка риса становится совокупностью отдельных зерен, табун — группой лошадей, а редкий волосяной покров — лысиной?

Ответы на эти вопросы во многом дают Социальные науки отличаются от точных и фундаментальных.
Если говорить о последних, то нужно спросить: какой минимум элементов требуется для того, чтобы они действовали как единое целое? Когда отдельные атомы образуют кристалл или газ?

Учёные установили, что три элементарные частицы способны создать сильное взаимодействие между электронами. Для имитации поведения сотен миллиардов электронов потребуется пять частиц. опубликовано в журнале Nature.

Учёные создали коллайдер для столкновения частиц, который основан на легированной кремнием гетероструктуре арсенида галлия/арсенида галлия-алюминия. GaAs/AlGaAsСпособностью к самоорганизации обладают наноматериалы, созданные по методу молекулярно-лучевой эпитаксии. В структуре проложили пути для частиц в форме буквы. YСистема была охлаждена до 25 кельвинов, а затем образовалась капля, состоящая из точно определенного числа частиц сильно коррелированных электронов. провели Капля попадала на границу пути. У барьера капля распадалась, а исследователи фиксировали количество и характеристики образовавшихся вследствие этого частиц с обеих сторон. Y-образного пути.

Эксперимент выявил, что три электрона проявляют себя как сильно коррелированная кулоновская жидкость и подчиняются статистике микроскопических систем. При увеличении числа частиц до пяти общность частиц демонстрирует свойства квантовой жидкости, макроскопической системы.

Кроме того, эксперимент пролил свет на возникновение коллективного поведения электронов. Данный результат даст учёным удешевить изучение Сложные состояния вещества возникают при столкновении тяжелых ионов, образуя кварк-глюонную плазму и квантовые газы.

Evgenia Vavilova
115 статей
Евгения Вавилова – популяризатор науки, специализирующийся на физике. Окончив физический факультет, более десяти лет пишет о последних достижениях в квантовой механике, астрофизике и теоретической физике. Евгения способна трактовать сложные концепции простым языком и регулярно публикует материалы, опираясь на первоисточники – научные статьи и интервью с исследователями.