Μια νέα κατάσταση ύλης έχει παρατηρηθεί σε ένα δισδιάστατο υλικό

quantum-magnetism

Μια διεθνής ομάδα ερευνητών έχει βρει αποδείξεις για μια νέα κατάσταση της ύλης, η οποία προβλέφθηκε για πρώτη φορά 40 χρόνια πριν, σε ένα πραγματικό υλικό. Αυτή η κατάσταση, γνωστή ως quantum spin liquid, αναγκάζει τα ηλεκτρόνια (τα οποία πιστεύεται ότι είναι αδιαίρετα δομικά στοιχεία της φύσης), να διασπαστούν σε φερμιόνια.

Οι ερευνητές, μέτρησαν τις πρώτες υπογραφές αυτών των κλασματικών σωματιδίων, γνωστά ως φερμιόνια Majorana, σε ένα δισδιάστατο υλικό με δομή παρόμοια με το γραφένιο (graphene). Τα πειραματικά τους αποτελέσματα τα οποία δημοσιεύθηκαν στην επιστημονική επιθεώρηση Nature Materials, συμφωνούν με ένα από τα κύρια θεωρητικά μοντέλα για ένα κβαντικό σπίν που είναι γνωστό ως μοντέλο Kitaev.

Τα quantum spin liquids είναι μυστηριώδεις καταστάσεις της ύλης που πιστεύεται ότι κρύβονται σε ορισμένα μαγνητικά υλικά, αλλά δεν έχουν ποτέ παρατηρηθεί στην φύση.

Η παρατήρηση της πιο ενδιαφέρουσας ιδιότητας αυτής της κατάστασης ύλης, ο διαχωρισμός των ηλεκτρονίων ή fractionalisation, σε ένα πραγματικό υλικό είναι μια σημαντική ανακάλυψη. Τα προκύπτουσα φερμιόνια Majorana μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δομικά στοιχεία των κβαντικών υπολογιστών, οι οποίοι είναι πιο γρήγοροι από τους συμβατικούς υπολογιστές και είναι σε θέση να εκτελούν υπολογισμούς που δεν θα μπορούσαν να γίνουν διαφορετικά.

«Αυτή είναι μια νέα κβαντική κατάσταση της ύλης, η οποία έχει προβλεφθεί, αλλά δεν είχε ιδωθεί ποτέ πριν», αναφέρουν οι ερευνητές στη μελέτη τους. «Αυτή είναι μια νέα προσθήκη σε μια σύντομη λίστα των γνωστών κβαντικών καταστάσεων της ύλης και η παρατήρησή της είναι ένα σημαντικό βήμα για τη κατανόηση της κβαντικής ύλης».

Παραπομπές

Banerjee, C.A. Bridges, J-Q. Yan, A.A. Aczel, L. Li, M.B. Stone, G.E. Granroth, M.D. Lumsden, Y. Yiu, J. Knolle, D.L. Kovrizhin, S. Bhattacharjee, R. Moessner, D.A. Tennant, D.G. Mandrus, S.E. Nagler. Proximate Kitaev Quantum Spin Liquid Behaviour in α-RuCl3. Nature Materials (2016). DOI: 10.1038/nmat4604

ΑΝΔΡΕΑΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΥ

Παιδί της επιστήμης και της τεχνολογίας, παρέα με ένα γάτο κοιτάζει το σύμπαν και θέτει ερωτήσεις

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *