🧪 Хиральность — свойство объекта, отличающее его от зеркального отражения, — долгое время интриговало учёных в биологии, химии и физике. Это явление иногда называют «рукостью», так как оно описывает объекты с чётко выраженной левой или правой формой. Хиральность встречается в природе на разных масштабах: от молекул и аминокислот до двойной спирали ДНК и раковин улиток.
🔥 Теперь исследователи Принстонского университета обнаружили скрытое хиральное квантовое состояние в материале, который считался нехиральным. Это открытие проливает свет на горячие споры в физике и расширяет представления о возможностях квантового мира!
📄 В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, команда под руководством профессора М. Захида Хасана использовала новый сканирующий фототоковый микроскоп (SPCM), чтобы выявить нарушенные симметрии в волне зарядовой плотности материала KV₃Sb₅ (кагоме-решётка). Это позволило подтвердить существование спонтанного хирального квантового состояния — ключевого шага для разработки квантовых технологий!
💡 Ранее подобное наблюдали в нетопологических системах, но впервые хиральность обнаружена в объёмном топологическом материале. «Это как направить телескоп Джеймса Уэбба в квантовый мир и найти нечто новое», — пояснил Хасан.
🌀 Кагоме-решётка — структура из переплетённых треугольников — долго считалась нехиральной. Однако в 2021 году группа Хасана обнаружила в ней волну зарядовой плотности — периодическое изменение электронной структуры. Это открытие (опубликованное в Nature) вызвало споры: может ли хиральность возникать в изначально симметричной решётке?
🔬 Чтобы проверить это, учёные создали сверхчистые квантовые кристаллы и охладили их до 4 К. При низких температурах фототок материала стал зависеть от направления поляризации света — явный признак хиральности! «Мы зафиксировали нарушение симметрии и раскрыли топологическую природу материала», — отметил соавтор Цзинь-Цзя Чен.
❓ Однако причина явления пока не ясна. «Мы подтвердили эффект, но не понимаем его механизм», — признал Хасан. Тем не менее, открытие может привести к прорывам в оптоэлектронике и квантовых вычислениях.
🌌 «Это только начало! С такими инструментами мы можем раскрыть новые тайны квантовой материи», — заключил учёный.
Исследование поддержано Принстонским университетом. Подробнее: [Nature](https://www.nature.com/articles/s41467-025-58262-y), [Phys.org](https://phys.org/news/2021-06-team-unexpected-quantum-behavior-kagome.html).
🚀 Что дальше? Изучение нарушений симметрии в топологических материалах открывает путь к технологиям будущего!