Atrasta nauja nuostabių savybių kvantinė medžiaga

Eri yrium, nuostabių savybių rutenio և alavo junginys. Paskola TU Viena:

TU „Wien“ tyrimų grupė kartu su JAV tyrimų institutais susidūrė su nuostabiu „kvantinės kritikos“ arkliu. tai gali lemti naujų medžiagų projektavimo koncepciją.

Kasdieniniame gyvenime fazių perėjimai dažniausiai siejami su temperatūros pokyčiais, pavyzdžiui, ledui gilėjant ir tirpstant. Tačiau yra įvairių fazių perėjimų tipų, priklausomai nuo kitų parametrų, tokių kaip magnetinis laukas. Norint suprasti medžiagų kvantines savybes, fazių perėjimai yra ypač įdomūs, kai jie vyksta tiesiogiai absoliutus nulis Temperatūros taškas Šie perėjimai vadinami „kvantinės fazės perėjimais“ arba „kvantiniais kritiniais taškais“.

Vieną tokių kvantinių kritinių taškų Austrijos ir Amerikos mokslininkų grupė atrado naujoje medžiagoje „Neįprastas kiaušinis“. Šiuo metu tiriamos šios medžiagos savybės. Įtariama, kad medžiaga gali būti vadinamasis Weyl-Kondo puslankis, kuris dėl specialių kvantinių būsenų (vadinamųjų topologinių būsenų) laikomas dideliu kvantinės technologijos potencialu. Jei tai pasitvirtins, bus rastas raktas į tikslinį aktualių kvantinių medžiagų kūrimą. Rezultatai, gauti bendradarbiaujant su Tu Vienne, Sonso Hopkinso universitetu, Nacionaliniu standartų institutu (NIST) ir Ryžių universitetu, dabar paskelbti žurnale. Mokslo pažanga,

Kvantinė kritika: aiškesnė, aiškesnė nei bet kada!

„Kvantinis kritinis elgesys paprastai tiriamas metaluose ar izoliatoriuose. Bet dabar mes žiūrime į semestrą “, – sako profesorius Silke Buhler-Pashen iš TU Vienos kietojo kūno fizikos instituto. Medžiaga yra cerio, rutenio ագ alavo junginys. Savybės tarp metalų “puslaidininkinių savybių”.

Paprastai kvantinis kritiškumas gali būti sukurtas tik labai specifinėse aplinkose, tokiose kaip tam tikras slėgis ar elektromagnetiniai laukai. „Sur įmanoma, bet mūsų semestras buvo kvantinis, be jokios išorinės įtakos“, – sakė Wesley Furmanas, Colino Broholmo komandos magistrantas, Johno uncono Hopkinso universiteto profesorius, prisidėjęs prie neutronų sklaidos. Matavimai „Paprastai reikia sunkiai dirbti, kad sukurtum tinkamas laboratorines sąlygas, tačiau pats semestras suteikia kvantinį pajėgumą“.

Šis nuostabus rezultatas tikriausiai yra susijęs su tuo, kad elektronų elgesys šioje medžiagoje turi tam tikrų ypatumų. „Tai labai sujungta elektroninė sistema. „Tai reiškia, kad elektronai stipriai sąveikauja tarpusavyje, kad jūs negalite paaiškinti jų elgesio, žiūrėdami į elektronus atskirai“, – sako Buhler-Pashe. „Ši elektroninė sąveika sukelia vadinamąjį„ Condo “efektą. Čia medžiagos kvantinį sukimąsi apsaugo aplinkiniai elektronai, todėl sukimasis neturi jokios įtakos likusiai medžiagai.

Jei laisvųjų elektronų yra tik palyginti nedaug, kaip yra puslankyje, „Condo“ efektas yra nestabilus. Tai gali būti kvantinės kritinės medžiagos elgsenos priežastis. Sistema svyruoja tarp būsenos be būsto efekto effect և ji turi fazės perėjimo efektą esant nulinei temperatūrai.

Kvantiniai svyravimai gali sukelti Veilio daleles

Pagrindinė priežastis, kodėl rezultatas yra toks pagrindinis, yra tai, kad įtariama, jog jis yra glaudžiai susijęs su „Weil Fermions“ reiškiniu. Kietuose kūnuose Vualio fermionai gali pasirodyti keturių dalelių pavidalu, tai yra kaip kolektyviniai dirgikliai, pavyzdžiui, rezervuaro bangos. Remiantis teorinėmis prognozėmis, tokie Weil fermionai turėtų egzistuoti šioje medžiagoje “, – sako Kimiao Xinas, teorinis fizikas iš Rice’o universiteto. Vis dėlto eksperimentinių įrodymų dar nėra. „Mes įtariame, kad pastebėta kvantinė kritika prisideda prie tokių Weilo fermionų atsiradimo“, – sakė Silke Buhler-Pashen. „Todėl kvantiniai kritiniai svyravimai gali turėti stabilizuojantį poveikį Weylio fermionams panašiai kaip kvantiniai kritiniai svyravimai aukštos temperatūros superlaidininkuose, kurie yra superlaidūs Cooperio poros. “Tai labai esminis klausimas, apie kurį buvo atlikta daugybė tyrimų visame pasaulyje. Čia atradome naują karštą šviną”.

Mums atrodo, kad tam tikri kvantiniai efektai, tai yra, kvantiniai kritiniai svyravimai, „Condo“ efektas, „Valio fermionai, glaudžiai įsipainioję į naujai atrastą medžiagą“, kartu sukuria egzotiškas „Vail-Condo“ būsenas. Tai yra „topologinės“ didelio stabilumo būsenos, kurių, skirtingai nuo kitų kvantinių būsenų, išoriniai sutrikimai negali lengvai sunaikinti. Tai daro juos ypač įdomius kvantiniams kompiuteriams.

Norint visa tai patikrinti, reikia atlikti tolesnius matavimus esant skirtingoms išorinėms sąlygoms. Komanda tikisi, kad panaši skirtingų kvantinių efektų sąveika bus nustatyta ir kitose medžiagose. „Tai galėtų paskatinti sukurti dizaino koncepciją, per kurią tokios medžiagos galėtų būti specialiai patobulintos, pritaikytos ir naudojamos betoninėms grindinio dangoms“, – sako Buhleris-Pashenas.

Nuoroda. Wesley T. Furmanas, Andrejus Sidorenko, Jonas Onathanas H nelelis, Hannesas Winkleris, Andrejus Prokofi, Jose A. Rodriguezas-Rivera, Yimingas Qiu, Peteris Blaha, Kimiao Si, Colinas L. Brocholmas և Silke Pashen, 2021 m. Gegužės 19 d Mokslo pažanga,
DOI: 10.1126 / sciadv.abf9134:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Naujasis „Ultrathin Liquid Liquid Crystal Metalens“ siūlo elektrinį padidinimą

Cornell հայ „Samsung“ inžinierių sukurtas ultragarso, elektra valdomų metalų konceptualus perteikimas. Paskola Danieliui Schilkinui Kornelio taikomosios inžinerijos mokyklos tyrėjai's „Samsung“ pirmaujantis technologijų institutas sukūrė...

Naujos keistų, išnykusių driežų rūšys – tokios keistos, kad buvo neteisingai identifikuotos kaip dinozauras su kolibriu

„Oculudentavis naga“, kaip pavaizduota šio menininko rekonstrukcijoje, buvo keistas driežas, kurį tyrėjai iš pradžių sunkiai skirstė į kategorijas. Jie vis dar nėra tikri...

Kavos mėgėjai, mėgaukitės! Gausus kavos vartojimas susijęs su sumažėjusia širdies nepakankamumo rizika

Tyrimo ataskaita: Išanalizavus tris pagrindinius širdies ligų tyrimus nustatyta, kad geriant vieną ar daugiau kavos su kofeinu puodelių buvo sumažinta širdies nepakankamumo rizika. Kavos be kofeino...

Atominė dalelė paversta antiteze ir pirmą kartą atvirkštinė nepaprasto eksperimento metu.

Fizikų komanda, įskaitant Warwick universitetą, įrodė, kad subatominės dalelės gali virsti ego antagonistais ir vėl grįžti į naują atradimą, ką tik atskleistą praėjusią savaitę. „Šis...

36 Nykštukų galaktikos kartu buvo „Naujųjų žvaigždžių kūdikių bumas“

„Rutgers“ išvados nėra skirtos ginčyti dabartinių idėjų apie galaktikų atsiradimą ir gali padidinti mūsų supratimą apie visatą. Kreditas: Rutgerso universitetas, Naujasis Bransvikas Stebina tai, kaip...

Newsletter

Subscribe to stay updated.