Захватывающее открытие-новое квантовое состояние материи.

2,5k full reads
3,3k story viewsUnique page visitors
2,5k read the story to the endThat's 76% of the total page views
3 minutes — average reading time

Международная команда исследователей обнаружила квантовое состояние материи, которое может быть «настроено» по своему усмотрению - и в 10 раз более настраиваемо, чем могут объяснить существующие теории. Этот уровень манипулирования открывает огромные возможности для нано технологий и квантовых вычислений нового поколения.

Захватывающее открытие-новое квантовое состояние материи.

Эта команда несколько лет назад обнаружила топологические квантовые магниты. В нынешних исследованиях они наблюдали странный квантовый эффект на новом типе топологического магнита, который возможно контролировать на квантовом уровне. Некоторые квантовые частицы, подобно людям, действуют по-разному в одиночку, чем в сообществе. Возможно изучить все детали основ частиц, но невозможно предсказать взаимодействия которые появятся, когда вы их соедините, и они начнут взаимодействовать друг с другом.

Захватывающее открытие-новое квантовое состояние материи.
Чтобы изучить эту квантовую «культуру», исследователи организовали атомы на поверхности кристаллов во многих разных моделях и наблюдали за тем, что произошло. Они использовали различные материалы. Одна конкретная компоновка, шестикратная сотовая форма привела к чему-то поразительному - но только при обследовании под спектро микроскопом в присутствии сильного магнитного поля .Все известные теории физики предсказывали, что электроны будут придерживаться шестикратного основного шаблона, но вместо этого электроны, парящие над их атомами, решили перейти к своему собственному - по прямой, с двукратной симметрией.Это невероятный эффект.Исследователи были потрясены, обнаружив эту двукратную договоренность.

Разделение между электронами и расположение атомов было достаточно неожиданным, но затем исследователи применили магнитное поле и обнаружили, что они могут направить эту линию в любом направлении, которое они выбрали. Без перемещения кристаллической решетки просто контролируя магнитное поле.Исследователи пока не могут объяснить, почему это происходит.

Еще более удивительным является масштаб эффекта, который в 100 раз больше, чем предсказывает теория. Физики характеризуют квантовый уровень магнетизма с термином, называемым «g-фактором», который не имеет единиц. G-фактор электрона в вакууме точно рассчитан как чуть более двух, но в этом новом материале исследователи обнаружили эффективный g-фактор 210, когда электроны сильно взаимодействуют друг с другом. Это имеет значение для исследований в области нанотехнологий, особенно при разработке датчиков.

Захватывающее открытие-новое квантовое состояние материи.

Открытие было сделано с использованием двухэтажного многокомпонентного инструмента, известного как сканирующий туннельный спектрометр, работающий в сочетании с возможностью вращения векторного магнитного поля. Он имеет разрешение меньше половины размера атома, позволяя сканировать отдельные атомы и обнаруживать детали их электронов при измерении энергии и распределения спинов. Прибор охлаждается до почти абсолютного нуля и отсоединяется от пола и потолка, чтобы предотвратить вибрации .