Топологические дефекты впервые найдены в аморфных материалах

Группа международных экспертов впервые экспериментально подтвердила присутствие топологических дефектов в аморфных субстанциях. Данное открытие может стать значимым шагом вперёд в области физики конденсированных сред и предоставить новые перспективы для управления характеристиками неупорядоченных систем.

Аморфное состояние вещества — наиболее распространённая форма материи, которую можно встретить во Вселенной. К этой категории относятся биологические клетки, стекло, полимеры и множество иных материалов, где молекулы и атомы размещены хаотически, в противоположность к структурированным кристаллам.

До 2021 года топологические дефекты в аморфных средах фиксировались лишь в ходе компьютерных симуляций, осуществлённых исследователями Миланского университета совместно с учёными из Шанхайского университета Цзяо Тун и Исследовательской лабораторией армии США. В дальнейшем эти выводы были подтверждены другими исследовательскими группами из Китая, Франции и США.

Теперь исследователями удалось экспериментально зафиксировать топологические дефекты в действительном аморфном материале — коллоидном стекле, созданном путём случайного объединения магнитных коллоидных частиц. Эксперимент проходил в Университете Констанца (Германия) под руководством профессора Петера Кейма. Взаимодействие между частицами регулировалось посредством внешнего магнитного поля, а для обработки данных видеомикроскопии использовались специализированные методы численного анализа.

Эта находка может иметь важное применение в практическом поле — от разработки технологий искусственного интеллекта до изучения нервной системы живых существ и глобальных космических структур. Научное сообщество продолжает исследования, стремясь обнаружить топологические дефекты в деформируемых аморфных материалах и определить зоны, подверженные наибольшему механическому разрушению.

Источник: iXBT