Et internasjonalt team av fysikere har oppdaget en kvantetilstand der justeringen av atomer assosiert med
Ved første øyekast gjør ikke kvantematerialer detforskjellig fra vanlige stoffer, men det er fortsatt forskjeller, sier forskerne. Inne i slike materialer samhandler elektroner med uvanlig intensitet både med hverandre og med atomer i krystallgitteret. Denne nære interaksjonen fører til kraftige kvanteeffekter som manifesterer seg ikke bare på mikroskopisk, men også på makroskopisk skala.
Takket være disse effektene, kvantematerialerhar uvanlige egenskaper. For eksempel kan de lede strøm uten absolutt tap ved lave temperaturer. Samtidig er selv små endringer i temperatur, trykk eller elektrisk spenning nok til å radikalt endre materialets oppførsel.
Kvantevæske. Bilde: Nan Tang et al., Nature Physics
I sitt arbeid søkte forskerne å skapeet kvantemateriale som ikke vil endre sine egenskaper uavhengig av temperaturen på mediet. De brukte en kombinasjon av flere elementer - praseodym, zirkonium og oksygen. Forskerne antok at i dette materialet ville egenskapene til krystallgitteret tillate elektronspinnene å samhandle på en spesiell måte med orbitalene der de "beveger seg" rundt atomkjernene.
Etter en rekke forsøk klarte forskernelage krystaller som er tilstrekkelig rene slik at urenheter og inhomogeniteter ikke påvirker de beregnede egenskapene. De kjølte prøven ned til 20 mK (en femtidels grad fra absolutt null). Resultatene av eksperimentene viste at i denne tilstanden beholder materialet "væskeegenskaper - elektronspinnene er ikke bestilt. Dette er den første observasjonen av en uvanlig kvantetilstand, sier forfatterne. De sammenligner det med «vann som aldri fryser».
Kryogent anlegg brukt i eksperimentet. Bilde: Jürgen Jeibmann, HZDR
En ny kvantetilstand kan værebrukes til å utvikle svært sensitive kvantesensorer, mener forskere. Siden deres kvantenatur gjør dem ekstremt følsomme for ytre stimuli, kan slike sensorer registrere magnetiske felt eller temperaturer med mye større nøyaktighet enn konvensjonelle enheter.
Les mer:
Egget ble sluppet fra verdensrommet: se hva som skjedde med det
Hjernespisende amøbe sprer seg i USA: er det en fare for Russland
Se hvordan en kvinne Thora ser ut. Hun levde for 800 år siden