Susmulkintas Kristalas Atskleidžia „Spookier“ Įsipainiojimo Būseną

{h1}

Kristaluose buvo atrasta nauja kvantinė būsena, galinti gaminti naujas elektronikos formas.

Kaip rodo poros besisukančių šokėjų, staiga sudarančių kvartetą, magnetiniai elektronų „sukimai“ gali įsipainioti į keturių grupių grupes, atskleidžia nauji tyrimai.

Naujoji kvantinė būsena, vadinama plokšteliniu singuliu, išsprendžia seniai iškylantį klausimą apie kvantų mechaniką - paslaptingus dėsnius, reglamentuojančius mažų subatominių dalelių elgesį. Šis darbas taip pat gali atverti kelią naujoms elektronikos rūšims, kurios visuose šiuolaikiniuose kompiuteriuose viršija 0 ir 1 dvejetainę logiką.

Atlikdamas naujus tyrimus, „École Polytechnique Fédérale de Lausanne“ (EPFL) fizikas fizikas Mohamedas Zayedas (EPFL) Šveicarijoje su kolegomis paėmė stroncio vario borato gabalėlį, junginį, panašų į aukštos temperatūros superlaidininkus, ir, veikdamas aukštą slėgį, jam atvėsus. iki kelių laipsnių virš absoliutaus nulio. Patyrę slėgį, jie nustatė, kad medžiagoje esantys elektronai pateko į dar niekad nematytą būseną, kurioje elektronų magnetiniai sukiniai buvo įsipainioję vienas į kitą keturių grupių grupėmis. Tokia būsena buvo prognozuojama, bet niekada nebuvo pastebėta. [18 didžiausių neišspręstų paslapčių fizikoje]

Tokie būsenos pokyčiai (vadinami fazių pokyčiais) yra šiuolaikinės elektronikos pagrindas, sakė Zaydas. Pavyzdžiui, puslaidininkiai veikia todėl, kad juda nuo izoliatorių iki laidininkų esant tam tikrai įtampai, įjungdami ir įjungdami grandines. Ši galimybė perjungti iš „įjungta“ į „išjungta“ sukuria 0 ir 1, kurie sudaro dvejetainę logiką kompiuterio skaičiavimų centre.

Jei panaudojant vienos fazės perėjimą - izoliatoriaus pakeitimą į laidininką - bus sukurta dvejetainė kompiuterinė technologija, „įsisavinus kai kuriuos iš visų kitų turimų fazių perėjimų, gali atsirasti visiškai naujos technologijos, kurias sunku net įsivaizduoti šiame etape“, - sakė Zaydas. laišką „WordsSideKick.com“.

Aukšto slėgio reiškinys

Mokslininkai jau žinojo, kaip stroncio vario boratas elgiasi esant žemam slėgiui. Medžiaga sudaro dvimatę grotelę, kurioje visi elektronai išdėstyti kaip kvadratinių plytelių rinkinys. Kiekvienas elektronas turi „sukinį“ - juos galima įsivaizduoti kaip mažus magnetus, kurių sukimas apibūdinamas kaip „aukštyn“ arba „žemyn“. (Tiesą sakant, sukimas yra tik matematinis būdas apibūdinti magnetinius laukus aplink elektroną ir tikrai nėra besisukantis objektas).

Elektronų elgseną reguliuoja kvantinė mechanika, todėl sukiniai gali turėti tik atskiras reikšmes. Be to, kvantinės mechaninės dalelės gali būti susipainiojusios - kai kurios savybės gali būti susietos taip, kad dalelės elgiasi kaip vienas vienetas. Tokiu atveju įsipainioja poros elektronų sukinių. [Infografika: kaip veikia kvantinis susipainiojimas]

Kai slėgis didėja, elektronų išdėstymas šiek tiek keičiasi, nes keičiasi atstumas tarp elektronų. EPFL komanda stroncio vario borą slėgė iki 800 000 svarų už kvadratinį colį (55 000 atmosferų). Maždaug 21 500 atmosferų metu kažkas pasikeitė: elektronų sukiniai buvo įsipainioję į keturių, o ne dviejų grupes - būseną, vadinamą plokšteline singletu.

Norėdami „pamatyti“ naują kvantinę būseną, mokslininkai išmetė neutronus iš eksperimentinio mėginio; neutronai neturi nulinio krūvio, tačiau jie turi magnetinį lauką, o neutronų elgsena pataikius į stroncio junginį atskleidė elektronų įsipainiojimo būseną.

Numatyti sudėtingą elgesį

Nors ši konkreti kvantinė būsena buvo prognozuojama anksčiau, niekas nebuvo tikras, kad tai iš tikrųjų įvyks, sakė tyrimo bendraautorius Henrik Rønnow, kvantų fizikas, taip pat EPFL. Viena iš priežasčių yra tai, kad sunku atlikti matematiką; tai buvo viena iš kelių galimybių.

Teoretikai apskaičiavo dalelių elgseną vienmatėse nuostatose (įsivaizduokite elektronus tiesia linija) ir keletą dviejų dimensijų. Tačiau daugiadalelės 2D sistemos tampa sudėtingesnės.

„Su dviem dalelėmis nesunku susitvarkyti“, - Rønnow pasakojo „WordsSideKick.com“. "Tačiau sunku atlikti tuos pačius skaičiavimus, susijusius su daugiau nei dviem dalelėmis." Kai jūs gausite 20 ar 30 dalelių, net ir geriausiems kompiuteriams pritrūks garo. "

Teorija, vadinama Shastry-Sutherland modeliu, numato, kaip turėtų elgtis stroncio junginyje esanti elektronų 2D gardelė; jis turi vadinamuosius tikslius sprendimus tol, kol slėgis ir temperatūra yra santykinai žemi (tai reiškia mažiau nei dešimtis tūkstančių atmosferų slėgio ir beveik absoliutų nulį). Matematika buvo ne tokia tikra, esant skirtingoms sąlygoms, taigi ir eksperimentiniai testai.

Dabar, kai jie žino, kas atsitiks, sakė Rønnow, galima patikslinti teorijas, kaip dalelės elgiasi, ypač kietojo kūno sistemose. „Tai atveria daugiau galimybių palyginti teorijos palyginimą su eksperimentu“, - sakė jis. "Turėjome gal dešimt skirtingų teorijų, bandančių nuspėti, kas čia nutiks. Dabar teoretikai gali grįžti atgal ir pasakyti, kas nutiko."

Tyrimas pasirodė liepos 17 d. Žurnale „Nature Physics“.

Iš pradžių paskelbta „WordsSideKick.com“.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Ar „Roid Rage“ Tikrai Egzistuoja?
Ar „Roid Rage“ Tikrai Egzistuoja?

Mūsų Visata Gali Būti Besiplečiantis Burbulas Papildomame Matmenyje
Mūsų Visata Gali Būti Besiplečiantis Burbulas Papildomame Matmenyje

Mokslas Naujienos


Paslaptingoji „6 Zonos“ Tūpimo Juosta Nevados Dykumos Barelių Ekspertai
Paslaptingoji „6 Zonos“ Tūpimo Juosta Nevados Dykumos Barelių Ekspertai

Kaip Matematika? Ačiū Už Jūsų Motyvaciją, O Ne Ak
Kaip Matematika? Ačiū Už Jūsų Motyvaciją, O Ne Ak

Ligonių, Sergančių Emyratais, Testas Teigiamas Dėl Gripo
Ligonių, Sergančių Emyratais, Testas Teigiamas Dėl Gripo

Išnagrinėtas Nobelio Mokslininko Teiginys: Ar Moterys Iš Tikrųjų Verkia Daugiau?
Išnagrinėtas Nobelio Mokslininko Teiginys: Ar Moterys Iš Tikrųjų Verkia Daugiau?

T. Reksas Buvo Nėščia, Kaulų Tyrimas Patvirtina
T. Reksas Buvo Nėščia, Kaulų Tyrimas Patvirtina


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com