Ученые разгадали загадку квантового «разговора» между углеродной цепочкой и нанотрубкой.

Девять лет назад группа исследователей из Вены впервые стабилизировала карбин — цепочку из атомов углерода — внутри углеродных нанотрубок.

Это открытие удивило научное сообщество, потому что карбин, существующий только внутри трубок, обладает уникальными свойствами: он может стать основой для сверхпрочных материалов и электроники будущего.

Но тогда ученые столкнулись с необъяснимым явлением — странными колебаниями, которые не поддавались стандартным моделям.

Теперь международная команда из Австрии, Италии, Франции, Китая и Японии нашла ответ.

Оказалось, что карбин и нанотрубка, хотя и не обмениваются электронами, сильно влияют друг на друга через колебания атомов.

Результаты опубликованы в издании Nature Communication.

Это парадокс: они изолированы, но при этом «общаются» на квантовом уровне, — объясняет Эмиль Парт, ведущий автор исследования.

Обычно такое взаимодействие слабо, но в данном случае оно оказалось неожиданно мощным из-за особенностей карбина.

Это открытие делает карбин идеальным кандидатом для наносенсоров. Он чутко реагирует на внешние воздействия, например, на температуру, и может использоваться для сверхточных измерений.

Представьте датчик, который работает без прямого контакта, просто за счет света, — говорит Томас Пичлер, руководитель группы.

Этот прорыв важен для создания материалов с заданными свойствами. Понимание квантового взаимодействия между структурами позволит разрабатывать:

• Датчики нового поколения для медицины и электроники.
• Более прочные и гибкие композиты.
• Элементы квантовых компьютеров, где важна точность.

Хотя исследование впечатляет, карбин пока существует только в лабораторных условиях. Вопросы его массового производства и долговечности остаются открытыми.

Ранее ученые сообщили, что карбин обладает рекордной прочностью.