Главная / Медицина / Новый квантовый материал: теллурид марганца и висмута

Новый квантовый материал: теллурид марганца и висмута

Новый квантовый материал: теллурид марганца и висмута
Монокристалл материала марганцево-висмут-теллурид длиной чуть менее миллиметра. Это первый антиферромагнитный топологический изолятор. (Изображение: А. Исаева, TU Dresden / Лейбниц IFW)

Международный консорциум химиков и физиков открыл новый тип квантового материала с магнитными и топологическими свойствами. Это особенно интересно для применений в спинтронике, двумерном магнетизме и квантовом транспорте, поскольку не требует легирования и сильных внешних магнитных полей.

С момента своего открытия в 2009 году топологические изоляторы стали горячей темой в физике материалов. Что в них особенного, так это то, что они могут действовать как изоляторы и как электрические проводники одновременно. Хотя внутри кристаллов имеется электроизоляционное состояние, поверхности кристаллов являются электропроводящими.

Большой научный интерес к топологическим изоляторам связан с новыми квантовыми состояниями, которые можно наблюдать в этом классе материалов. Как своего рода питательная среда для новых квазичастиц и экзотических квантовых явлений, они представляют собой серьезную проблему для теоретического описания, а также для синтеза и экспериментальных исследований.

Особые усилия предпринимаются для изучения взаимодействия топологических фаз в магнитных топологических изоляторах. Исследователи из Института исследования твердого тела и материалов им. Лейбница в Дрездене и ТУ Дрездена разработали методику, которая использовалась для выращивания первых монокристаллов магнитного топологического материала теллурида марганца висмута.

Это вещество структурно сходно с классическим топологическим изолятором, теллуридом висмута, но также имеет периодическую подрешетку из атомов марганца. При температуре ниже 24 Кельвин эти атомы марганца образуют упорядоченную трехмерную магнитную решетку.

Коллеги по теории из Испании обнаружили, что существенные топологические свойства теллурида марганца-висмута обусловлены тригональной кристаллической структурой и антиферромагнитной связью промежуточных слоев. Нетривиальная топология проявляется в поверхностных состояниях, которые экспериментаторы из Вюрцбурга и Санкт-Петербурга изучали независимо друг от друга с помощью фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением.

Все части этой головоломки кратко изложены в недавно опубликованной статье в журнале Nature. В результате подтверждается, что теллурид марганца висмута является первым антиферромагнитным топологическим изолятором ниже его температуры Нееля, то есть в температурном диапазоне, в котором устанавливается длиннопространственный магнитный порядок.

Это открытие имеет большое значение для возможного применения топологических изоляторов. Новый материал висмут-марганец-теллурид открывает возможность обойтись без легирования и сильных внешних магнитных полей, так как магнетизм уже внутренне заложен в стехиометрическом соединении.

МеткиКвантовая физика

По материалам

new-science.ru

Смотрите также

Ожерелье обнаруживает аномальный сердечный ритм

Ожерелье обнаруживает аномальный сердечный ритм

Сердечная аритмия — это опасность, которая подстерегает многих из нас. К группе риска относятся не только пожилые люди, но и кто подвержен таким факторам, как стресс и шум, которые могут вызвать опасные нарушения в работе сердца. Если вовремя не обнаружить такие нарушения, то это может привести к инфаркту, инсульту или остановке сердца. Врачи из Финляндии разработали ожерелье, помогающее обнаружить сердечную аритмию.

Небольшие нарушения сердечного ритма опасны прежде всего тем, что обычно происходят нерегулярно и непредсказуемо. Поэтому их не всегда легко диагностировать. Решение, представленное финскими врачами на конференции Европейского кардиологического общества, призвано решить эту проблему. Ученые разработали ожерелье, в которое встроены электроды ЭКГ. Это позволяет владельцам проверить свое сердцебиение в любое время с помощью приложения. Все, что им нужно сделать, это запустить приложение и держать подвеску на груди в течение 30 секунд.

Электрод измеряет сердцебиение и передает данные приложению. Затем приложение отправляет набор данных в облако, где искусственный интеллект сравнивает его с эталонными значениями и обнаруживает любую мерцательную аритмию предсердий. Результат можно получить в течение нескольких секунд. Также генерируется отчет ЭКГ, который пациент может передать своему врачу.

Команда, работающая под руководством Эльмери Санталы из Университета Восточной Финляндии, уже протестировала ожерелье в ходе клинического исследования. В общей сложности 145 испытуемых проверили сердцебиение с помощью цепочки ЭКГ и одновременно записали ЭКГ по классическому методу. Исследование показало, что электроды в ожерелье смогли с высокой точностью обнаружить мерцательную аритмию предсердий. Показатели диагностики были аналогичны показателям классического метода.

«Эта портативная ожерельевая ЭКГ представляет собой новый и простой метод обнаружения сердечных аритмий.», — сказал Сантала.

Пациенты старше 65 лет, должны регулярно проверять свой сердечный ритм, так как у них особенно высок риск возникновения аритмии. Однако, если обнаружение происходит достаточно рано, то ее относительно легко лечить — либо с помощью лекарств, либо с помощью кардиостимулятора. ЭКГ-ожерелье может значительно облегчить пациентам контроль сердечного ритма.

«ЭКГ-ожерелье» удобно в использовании и позволяет пациентам многократно проверять свой сердечный ритм самостоятельно. Это увеличивает вероятность обнаружения мерцательной аритмии, — объясняет Сантала. В настоящее время цепочка проходит испытания, но исследователи уверены, что смогут вывести ее на рынок в ближайшем будущем.

Ссылка на исследование: escardio.org

Ожерелье обнаруживает аномальный сердечный ритм

Сердечная аритмия — это опасность, которая подстерегает многих из нас. К группе риска относятся не только пожилые люди, но и кто подвержен таким факторам, как стресс и шум, которые могут вызвать опасные нарушения в работе сердца. Если вовремя не обнаружить такие нарушения, то это может привести к инфаркту, инсульту или остановке сердца. Врачи из Финляндии разработали ожерелье, помогающее обнаружить сердечную аритмию.

Небольшие нарушения сердечного ритма опасны прежде всего тем, что обычно происходят нерегулярно и непредсказуемо. Поэтому их не всегда легко диагностировать. Решение, представленное финскими врачами на конференции Европейского кардиологического общества, призвано решить эту проблему. Ученые разработали ожерелье, в которое встроены электроды ЭКГ. Это позволяет владельцам проверить свое сердцебиение в любое время с помощью приложения. Все, что им нужно сделать, это запустить приложение и держать подвеску на груди в течение 30 секунд.

Электрод измеряет сердцебиение и передает данные приложению. Затем приложение отправляет набор данных в облако, где искусственный интеллект сравнивает его с эталонными значениями и обнаруживает любую мерцательную аритмию предсердий. Результат можно получить в течение нескольких секунд. Также генерируется отчет ЭКГ, который пациент может передать своему врачу.

Команда, работающая под руководством Эльмери Санталы из Университета Восточной Финляндии, уже протестировала ожерелье в ходе клинического исследования. В общей сложности 145 испытуемых проверили сердцебиение с помощью цепочки ЭКГ и одновременно записали ЭКГ по классическому методу. Исследование показало, что электроды в ожерелье смогли с высокой точностью обнаружить мерцательную аритмию предсердий. Показатели диагностики были аналогичны показателям классического метода.

«Эта портативная ожерельевая ЭКГ представляет собой новый и простой метод обнаружения сердечных аритмий.», — сказал Сантала.

Пациенты старше 65 лет, должны регулярно проверять свой сердечный ритм, так как у них особенно высок риск возникновения аритмии. Однако, если обнаружение происходит достаточно рано, то ее относительно легко лечить — либо с помощью лекарств, либо с помощью кардиостимулятора. ЭКГ-ожерелье может значительно облегчить пациентам контроль сердечного ритма.

«ЭКГ-ожерелье» удобно в использовании и позволяет пациентам многократно проверять свой сердечный ритм самостоятельно. Это увеличивает вероятность обнаружения мерцательной аритмии, — объясняет Сантала. В настоящее время цепочка проходит испытания, но исследователи уверены, что смогут вывести ее на рынок в ближайшем будущем.

Ссылка на исследование: escardio.org

Дефицит витамина D и высокий уровень смертности от COVID-19

Дефицит витамина D и высокий уровень смертности от COVID-19

Новое исследование позволило установить, что содержание витамина D у стареющего населения «чрезвычайно низкое», особенно в Испании, Италии и Швейцарии. Эти страны также столкнулись с наибольшей смертностью от КОВИД-19, что побудило авторов дать совет по «дополнительному употреблению витамина D для профилактики инфекции атипичной пневмонии (SARS-CoV-2)».

Научные сотрудники двух английских учреждений провели анализ среднего уровня витамина D в 20 странах Европы, а также проанализировали данные, относящиеся к уровню смертности, обусловленной КОВИД-19.

Витамин D является жирорастворимым витамином, который естественным образом присутствует в очень немногих продуктах питания и доступен в качестве пищевой добавки. Он также производится эндогенно, когда ультрафиолетовые лучи от солнечных лучей поражают кожу и запускают синтез витамина D.

Ранее, в 2017 г. мета-анализ 25 рандомизированных контролируемых испытаний при участии более 11 тысяч человек подтвердил, что добавление витамина D может избавить от острых дыхательных инфекций.

Весьма вероятно, что витамин D также играет защитную роль при инфекциях SARS-CoV-2.

«Многие люди осознают, что витамин D имеет решающее значение для поддержания хорошего состояния костной и мышечной ткани», — сказал Карлос Камарго (Carlos Camargo) из отделения неотложной медицины Главной больницы штата Массачусетс (MGH) и старший автор исследования. «Проведенный нами тест также показал, что витамин D способствует борьбе организма с ОРВИ, причиной которых являются миллионы смертей во всем мире каждый год».

В новом исследовании было установлено, что средний уровень витамина D был равен примерно 56 ммоль/л. Показатели содержания витамина D были соотнесены с количеством случаев КОВИД-19 на один миллион жителей населения, а также с количеством смертей, причиной которых является КОВИД-19 на один миллион жителей.

Показатели содержания витамина D в организме людей преклонного возраста в Испании, Италии и скандинавских странах составлял 26 нмоль/л, 28 нмоль/л и 45 нмоль/л, соответственно. Если уровень меньше 30 нмоль/л это классифицируется как серьезный недостаток витамина D.

В швейцарских учреждениях по уходу за престарелыми средний показатель содержания витамина D составляет 23 нмоль/л. В Швейцарии зарегистрировано 29 407 подтвержденных случаев КОВИД-19 и 1408 смертей. В Тичино почти половина умерших — это лица, проживающие в домах престарелых, как следует из недавнего доклада.

«В заключение мы выявили существенную связь между количеством витамина D и числом случаев КОВИД-19, и в частности, смертностью, причиной которой стала эта инфекция. Самая уязвимая категория населения для КОВИД-19 имеет высокий дефицит витамина D. Уже было доказано, что витамин D способен защищать от острого респираторного инфекционного заболевания». Мы считаем, что можем посоветовать добавку витамина D для защиты от инфекции COVID-19″, — написали авторы данного исследования.

Это лишь последнее из серии недавних исследований, в которых дефицит витамина D был определен как фактор риска. Анализ, проведенный учеными из Филиппин, пациентов с КОВИД-19 из трех больниц в странах Южной Азии, показал, что критические случаи были в 19 раз чаще у пациентов с нехваткой витамина D.

Взрослым необходимо около 600 единиц витамина D в день, в то время как пожилым людям (старше 70 лет) рекомендуется употреблять 800 единиц витамина D в день. Биологическая активность 40 единиц эквивалентна 1 микрограмму витамина D.

Витамин D мы получаем не только из того, что мы едим, но и из нашего собственного организма при контакте с солнечным светом. Хорошая диета, богатая витамином D, может включать в себя молоко и другие молочные продукты, апельсиновый сок, злаки, а также сардины и другие рыбные продукты, которые содержат высокий уровень витамина D.

Поскольку большинство стран мира в настоящее время находятся под замком, воздействие солнечного света сведено к минимуму, именно поэтому люди всех возрастов, особенно пожилые, должны дополнять рацион витамином D.

Дефицит витамина D и высокий уровень смертности от COVID-19

Новое исследование позволило установить, что содержание витамина D у стареющего населения «чрезвычайно низкое», особенно в Испании, Италии и Швейцарии. Эти страны также столкнулись с наибольшей смертностью от КОВИД-19, что побудило авторов дать совет по «дополнительному употреблению витамина D для профилактики инфекции атипичной пневмонии (SARS-CoV-2)».

Научные сотрудники двух английских учреждений провели анализ среднего уровня витамина D в 20 странах Европы, а также проанализировали данные, относящиеся к уровню смертности, обусловленной КОВИД-19.

Витамин D является жирорастворимым витамином, который естественным образом присутствует в очень немногих продуктах питания и доступен в качестве пищевой добавки. Он также производится эндогенно, когда ультрафиолетовые лучи от солнечных лучей поражают кожу и запускают синтез витамина D.

Ранее, в 2017 г. мета-анализ 25 рандомизированных контролируемых испытаний при участии более 11 тысяч человек подтвердил, что добавление витамина D может избавить от острых дыхательных инфекций.

Весьма вероятно, что витамин D также играет защитную роль при инфекциях SARS-CoV-2.

«Многие люди осознают, что витамин D имеет решающее значение для поддержания хорошего состояния костной и мышечной ткани», — сказал Карлос Камарго (Carlos Camargo) из отделения неотложной медицины Главной больницы штата Массачусетс (MGH) и старший автор исследования. «Проведенный нами тест также показал, что витамин D способствует борьбе организма с ОРВИ, причиной которых являются миллионы смертей во всем мире каждый год».

В новом исследовании было установлено, что средний уровень витамина D был равен примерно 56 ммоль/л. Показатели содержания витамина D были соотнесены с количеством случаев КОВИД-19 на один миллион жителей населения, а также с количеством смертей, причиной которых является КОВИД-19 на один миллион жителей.

Показатели содержания витамина D в организме людей преклонного возраста в Испании, Италии и скандинавских странах составлял 26 нмоль/л, 28 нмоль/л и 45 нмоль/л, соответственно. Если уровень меньше 30 нмоль/л это классифицируется как серьезный недостаток витамина D.

В швейцарских учреждениях по уходу за престарелыми средний показатель содержания витамина D составляет 23 нмоль/л. В Швейцарии зарегистрировано 29 407 подтвержденных случаев КОВИД-19 и 1408 смертей. В Тичино почти половина умерших — это лица, проживающие в домах престарелых, как следует из недавнего доклада.

«В заключение мы выявили существенную связь между количеством витамина D и числом случаев КОВИД-19, и в частности, смертностью, причиной которой стала эта инфекция. Самая уязвимая категория населения для КОВИД-19 имеет высокий дефицит витамина D. Уже было доказано, что витамин D способен защищать от острого респираторного инфекционного заболевания». Мы считаем, что можем посоветовать добавку витамина D для защиты от инфекции COVID-19″, — написали авторы данного исследования.

Это лишь последнее из серии недавних исследований, в которых дефицит витамина D был определен как фактор риска. Анализ, проведенный учеными из Филиппин, пациентов с КОВИД-19 из трех больниц в странах Южной Азии, показал, что критические случаи были в 19 раз чаще у пациентов с нехваткой витамина D.

Взрослым необходимо около 600 единиц витамина D в день, в то время как пожилым людям (старше 70 лет) рекомендуется употреблять 800 единиц витамина D в день. Биологическая активность 40 единиц эквивалентна 1 микрограмму витамина D.

Витамин D мы получаем не только из того, что мы едим, но и из нашего собственного организма при контакте с солнечным светом. Хорошая диета, богатая витамином D, может включать в себя молоко и другие молочные продукты, апельсиновый сок, злаки, а также сардины и другие рыбные продукты, которые содержат высокий уровень витамина D.

Поскольку большинство стран мира в настоящее время находятся под замком, воздействие солнечного света сведено к минимуму, именно поэтому люди всех возрастов, особенно пожилые, должны дополнять рацион витамином D.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *