Egy nemzetközi fizikuscsoport olyan kvantumállapotot fedezett fel, amelyben az atomok elrendezése
Első pillantásra a kvantumanyagok nemeltérnek a közönséges anyagoktól, de még mindig vannak különbségek - állítják a kutatók. Az ilyen anyagok belsejében az elektronok szokatlan intenzitással lépnek kölcsönhatásba mind egymással, mind a kristályrács atomjaival. Ez a szoros kölcsönhatás erőteljes kvantumhatásokhoz vezet, amelyek nemcsak mikroszkopikus, hanem makroszkopikus léptékben is megnyilvánulnak.
Ezeknek a hatásoknak köszönhetően a kvantumanyagokszokatlan tulajdonságokkal rendelkeznek. Például alacsony hőmérsékleten veszteség nélkül képesek elektromos áramot vezetni. Ugyanakkor a hőmérséklet, nyomás vagy elektromos feszültség enyhe változása is elegendő ahhoz, hogy az anyag viselkedését radikálisan megváltoztassa.
Kvantum folyadék. Kép: Nan Tang et al., Nature Physics
A kutatók munkájuk során arra törekedtek, hogy alkossanakolyan kvantumanyag, amely a közeg hőmérsékletétől függetlenül nem változtatja meg tulajdonságait. Több elem – prazeodímium, cirkónium és oxigén – kombinációját alkalmazták. A kutatók azt feltételezték, hogy ebben az anyagban a kristályrács tulajdonságai lehetővé teszik, hogy az elektronok spinjei különleges módon kölcsönhatásba léphessenek azokkal a pályákkal, amelyeken "mozognak" az atommagok körül.
Egy sor próbálkozás után a kutatóknak sikerültkellően tiszta kristályokat hozzon létre, hogy a szennyeződések és az inhomogenitások ne befolyásolják a számított tulajdonságokat. Lehűtötték a mintát 20 mK-ra (az abszolút nullától számított ötvenedik fokra). A kísérletek eredményei azt mutatták, hogy ebben az állapotban az anyag megőrzi "folyékony tulajdonságait - az elektron spinek nem rendezettek. A szerzők szerint ez az első megfigyelés egy szokatlan kvantumállapotról. Összehasonlítják a "vízzel, amely soha nem fagy meg".
A kísérletben használt kriogén berendezés. Kép: Jürgen Jeibmann, HZDR
Egy új kvantumállapot lehetA tudósok úgy vélik, hogy rendkívül érzékeny kvantumérzékelők fejlesztésére használhatók fel. Mivel kvantumjellegük miatt rendkívül érzékenyek a külső ingerekre, az ilyen érzékelők sokkal pontosabban képesek mágneses mezőket vagy hőmérsékleteket regisztrálni, mint a hagyományos eszközök.
Olvass tovább:
A tojást leejtették az űrből: nézd, mi történt vele
Az agyfaló amőba terjed az USA-ban: van-e veszély Oroszországra
Nézze meg, milyen nő Thora. 800 éve élt