Et internationalt hold af fysikere har opdaget en kvantetilstand, hvor justeringen af atomer forbundet med
Ved første øjekast gør kvantematerialer det ikkeanderledes end almindelige stoffer, men der er stadig forskelle, siger forskerne. Inde i sådanne materialer interagerer elektroner med usædvanlig intensitet både med hinanden og med atomer i krystalgitteret. Denne tætte interaktion fører til kraftige kvanteeffekter, der manifesterer sig ikke kun på den mikroskopiske, men også på den makroskopiske skala.
Takket være disse effekter, kvantematerialerhar usædvanlige egenskaber. For eksempel kan de lede elektricitet uden tab ved lave temperaturer. Samtidig er selv små ændringer i temperatur, tryk eller elektrisk spænding nok til radikalt at ændre materialets adfærd.
Kvantevæske. Billede: Nan Tang et al., Nature Physics
I deres arbejde søgte forskerne at skabeet kvantemateriale, der ikke vil ændre sine egenskaber uanset mediets temperatur. De brugte en kombination af flere elementer - praseodym, zirconium og oxygen. Forskerne antog, at i dette materiale ville egenskaberne af krystalgitteret gøre det muligt for elektronernes spin at interagere på en særlig måde med de orbitaler, hvori de "bevæger sig" rundt i atomkernerne.
Efter en række forsøg kunne forskerneskabe krystaller tilstrækkeligt rene, så urenheder og inhomogeniteter ikke påvirker de beregnede egenskaber. De afkølede prøven ned til 20 mK (en halvtredsindstyvendedel af en grad fra det absolutte nulpunkt). Resultaterne af eksperimenterne viste, at materialet i denne tilstand bevarer "væskeegenskaber - elektronspindene er ikke bestilt. Dette er den første observation af en usædvanlig kvantetilstand, siger forfatterne. De sammenligner det med "vand, der aldrig fryser."
Kryogen facilitet brugt i eksperimentet. Billede: Jürgen Jeibmann, HZDR
En ny kvantetilstand kan værebruges til at udvikle meget følsomme kvantesensorer, mener videnskabsmænd. Da deres kvantenatur gør dem ekstremt følsomme over for eksterne stimuli, kan sådanne sensorer registrere magnetiske felter eller temperaturer med meget større nøjagtighed end konventionelle enheder.
Læs mere:
Ægget blev tabt fra rummet: se, hvad der skete med det
Hjerneædende amøbe spreder sig i USA: er der en fare for Rusland
Se hvordan en kvinde Thora ser ud. Hun levede for 800 år siden