Исследователи из California Polytechnic State University сообщили об открытии новых экзотических состояний материи, которые не возникают в обычных условиях. Работа демонстрирует, что ключом к появлению таких состояний является не только состав материала, но и способ его "управления" во времени. Об этом пишет Sciencedaily.
Смотрите также Арктика потеряла еще больше льда – зима 2026 установила тревожный рекорд
Как изменение магнитного поля создает новую материю?
Команда под руководством физика Ian Powell исследовала поведение материи на квантовом уровне – в частности атомов, электронов и фотонов. Они сосредоточились на том, как переменное магнитное поле влияет на квантовые системы. Оказалось, что если менять магнитное поле с определенной периодичностью, можно создать так называемые "управляемые квантовые фазы" – состояния, которые не имеют аналогов в статических условиях.
"На общем уровне это продвижение в понимании того, как контроль во времени позволяет создавать и организовывать новые формы квантовой материи", – объяснил Пауэлл. По его словам, свойства материала зависят не только от его структуры, но и от динамики воздействия на него.
Этот подход получил название Floquet-инженерия – метод, при котором система находится под действием периодических изменений. Именно благодаря этому ученые смогли получить стабильные квантовые состояния, которые не возникают в обычной среде.
Как написано в журнале Physical Review B, Одним из ключевых преимуществ открытия является потенциальная стабильность новых состояний. В квантовых технологиях это критически важно, ведь системы часто страдают от "шума" – случайных возмущений, приводящих к ошибкам в расчетах. Управляемые во времени квантовые фазы могут быть менее чувствительными к таким воздействиям, что открывает путь к более надежным квантовым компьютерам.
Кроме того, исследователи обнаружили новые математические закономерности, которые описывают поведение этих систем. Они напоминают структуры, присущие более сложным многомерным многомерным квантовым системам. Это означает, что даже относительно простые эксперименты могут помочь изучать сложные физические явления.
Важным инструментом в работе стала так называемая топологическая фазовая диаграмма – своеобразная карта, которая показывает, при каких условиях возникают различные стабильные состояния материи. Каждое из этих состояний имеет уникальные топологические свойства, определяющие его поведение.
Практическое значение исследования сейчас связано прежде всего с развитием квантовых вычислений и симуляций. Как отметил Пауэлл, прямое применение в отраслях вроде фармацевтики или финансов пока является отдаленным, однако эти результаты могут стать фундаментом для будущих технологий.
"Чтобы перейти к промышленному использованию, нужны экспериментальные подтверждения и дальнейшая работа по интеграции этих идей в реальные квантовые устройства", – добавил он.
В исследовании также принимал участие студент Луис Бухальтер, который подчеркнул сложность и одновременно творческий характер научной работы. "Исследование редко является прямолинейным процессом – оно требует настойчивости и нестандартного мышления", – отметил он.
В целом результаты демонстрируют, что будущее квантовых технологий может зависеть не только от материалов, но и от того, как именно ученые смогут управлять их поведением во времени. Это открывает новое направление в физике, где время становится таким же важным инструментом, как и пространство или энергия.