Гравитационная аномалия найдена в кристалле материалов

05.08.2017

Когда Вселенной было всего несколько микросекунд, ее вещество находилось в состоянии кварк-глюонной плазмы (QGP), которое обладает целым рядом необычных квантовых эффектов. Теперь, впервые, исследователи IBM обнаружили подобную гравитационную аномалию в кристалле материалов, хотя раньше считалось, что QGP может существовать только глубоком космосе или после Большого Взрыва.

Мир классической физики подчиняется законам сохранения энергии, по которому в замкнутой системе не может изменяться количество энергии или массы, хотя может меняться форма. Но такие виды материи, как QGP, могут проявлять квантовые эффекты, которые идут в разрез с этими законами. Считалось, что такие экзотические материалы могли существовать после Большого Взрыва или в ускорителях частиц высоких энергий. Но теперь ученые из IBM описали подобный квантовый эффект, называемый осевой-гравитационной аномалией в недавно обнаруженных полуметаллах Вейля.

Электроны в этих кристаллах подразделяются на две группы в соответствии с направлением их вращения, и, как правило, есть равное количество каждого типа электронов. Но когда исследователи имитировали гравитационное поле путем наложения температурного градиента, они обнаружили, что квантовые аномалии связаны с этой симметрией, изменяя электроны из одного типа в другой, и наоборот. Эта гравитационная аномалия наблюдается при нормальных обстоятельствах на Земле впервые.

«Это невероятно волнующее открытие», — говорит Карл Ландштейнер, соавтор исследования: «Мы можем заключить, что то же нарушение симметрии можно наблюдать в любой физической системе, если это произошло в начале Вселенной или происходит сегодня, здесь, на Земле».