Учёные предложили изучать космическое динамо в полуметаллах

В свежей статье, опубликованной в Physical Review Letters, физики-теоретики показали, что динамика зарядов в некоторых типах топологических материалов, известных как вейлевские полуметаллы, аналогична динамике зарядов в астрофизических динамо-машинах, которые генерируют комические магнитные поля.

© APS/Alan Stonebraker
© APS/Alan Stonebraker

Планеты и звёзды способны создавать магнитные поля, которые существуют в течение миллиардов лет. Согласно так называемой динамо-теории, эти поля возникают благодаря токам, создаваемым движением вязкой проводящей жидкости во внешнем ядре звёзд и планет.

Динамо-теория, однако, слишком сложна для теоретического анализа, и на данный момент не удаётся в полной мере объяснить все астрофизические наблюдения, связанные с магнитными полями, поэтому так важны эксперименты по созданию и изучению динамо-машины в лаборатории.

В свежей статье Виктор Галицкий из Мэрилендского университета и его коллеги предложили использовать для изучения динамо-эффекта в недавно открытом новом типе материалов, известных как вейлевские полуметаллы. Они представляют собой твёрдые тела, в которых коллективное движение электронов выглядит как движение безмассовых фермионов.

Галицкий и его коллеги показали, что при движении зарядов в вейлевском полуметалле, можно наблюдать такие эффекты, свойственные слабо вязким жидкостям как, например, турбулентность. При этом уравнения, которые описывают такое движение полностью аналогичны уравнениям динамо-теории: это уравнение Навье-Стокса для заряженной жидкости и уравнения Максвелла для электромагнитных полей.

По оценкам авторов работы, параметры, при которых возможно наблюдение в вейлевских полуметаллах эффекта, аналогичного динамо-генерации магнитного поля, вполне достижимы в экспериментах.

Читайте также

Получена новая квантовая частица: наполовину свет, наполовину вещество

Предложен идеальный мета-атом для хранения света

Бесконечная фазовая скорость света для оптических компьютеров

Подписывайтесь также на мой Telegram-канал!