Els científics descobreixen un nou estat de qüestió: Quantum Spin Liquid

$config[ads_kvadrat] not found

Протокол TLS | Защищенные сетевые протоколы

Протокол TLS | Защищенные сетевые протоколы
Anonim

Els físics del Laboratori Nacional Oak Ridge a Tennessee i la Universitat de Cambridge han descobert junts un nou estat de la matèria. Les conclusions innovadores, publicades a la revista Naturalesa, detallem les observacions de l'estat llargament teoritzat però sempre evasiu conegut com "líquid quirúrgic quàntic" - en què els electrons semblen trencar-se en trossos més petits.

"Es tracta d’un nou estat quàntic de la matèria, que s’ha predit però que no s’ha vist abans", va dir Johannes Knolle, científic del Laboratori Cavendish de Cambridge i un dels coautors del document, en un comunicat de premsa.

Qualsevol persona amb coneixements bàsics de física sap que hi ha tres estats importants de la matèria: sòlids, líquids i gasos. Les persones amb una mica més de coneixement podrien conèixer els altres dos estats clàssics: els plasmes (partícules carregades de forma gratuïta que constitueixen esdeveniments d’alta energia) i els col·loides (els "en entrevistes" formen dos estats alhora, com la mantega).

No obstant això, hi ha més d’una dotzena d’estats que només s’observen a escales molt petites o en esdeveniments molt fenomenals. Un d’ells és el líquid quirúrgic quàntic: un estat caòtic que requereix una mica més d’explicació abans d’aconseguir que realment tingueu el cap al voltant del que passa.

Segons la mecànica quàntica, cada partícula pot mostrar dos tipus de moment angular. El primer és el moment angular orbital, i el segon és el gir. Una crua analogia per a aquestes dues accions respectives és un planeta que gira al voltant del sol, exhibint tant una òrbita com un gir axial.

Quan un sistema ha aconseguit una sèrie de gir quàntics interactius, es creu que es troba en un estat desordenat de la mateixa manera que l'aigua líquida es desordena en comparació amb el gel sòlid. El líquid quirúrgic quàntic té un comportament similar, però a temperatures baixes. En comptes de reunir-se en un patró uniforme, com per portar les substàncies en estat sòlid, un tros de matèria que es troba en el líquid quàntic continuarà actuant de manera erràtica com un desordre de sopa. De fet, l’activitat és tan extrema que les partícules es desfan. És una escena que contradiu exactament allò que es podria esperar en entorns freds.

En aquest cas, l'equip de recerca va observar partícules fraccionàries conegudes com fermions de Majorana en un material bidimensional similar al del grafè. El que van observar va ser similar a un model hipotètic de líquid de rotació quàntica conegut com a model de Kitaev. Els resultats finalment lletgen el final d’una cerca de 40 anys d’aquest estat de matèria.

Més concretament, les noves observacions químiques de rotació quàntica posen de manifest una propietat coneguda com a divisió d'electrons, que un dia podria ajudar a construir nous tipus d'ordinadors quàntics que funcionen de manera més ràpida que les màquines actuals evitant els límits dels materials convencionals.

Aquest tipus d’avanç és dècades en el futur. No obstant això, el simple fet que hem estat capaços d’observar un nou estat de la matèria a la carn és només un signe més que els humans encara han de ratllar la superfície per entendre com funciona el món natural.

$config[ads_kvadrat] not found