Открыто новое состояние материи: это может привести к созданию квантовой памяти

Характеристики этого недавно выявленного состояния материи имеют огромные перспективы. Они проливают свет на загадочный мир квантовой физики и открывая новые горизонты возможностей.

Смотрите также Физики разделили мельчайшую частицу звука, фонон, на две части

На квантовом уровне состояние вещества управляет взаимодействием между элементарными частицами, которое остается неизменным в твердых, жидких и газообразных фазах. Однако квантовая сфера известна своими чрезвычайными и загадочными свойствами, не поддающимися обычному объяснению.

В этом контексте каждое открытие квантовой физики раскрывает множество неизвестных и открывает потенциальные пути исследования. Недавний прорыв в понимании нового квантового состояния материи может совершить революцию в области квантовой памяти и не только.

Детали открытия

Чтобы воспроизвести условия, необходимые для этого революционного достижения, исследователи успешно индуцировали хиральное бозе жидкое состояние в тщательно сконструированной установке.

Объяснение!

Термин "хиральный" означает отсутствие лево-правой симметрии в структуре вещества, тогда как ссылка на бозе-жидкость указывает на экстремальный уровень текучести или сверхпроводимости при приближающихся температурах к абсолютному нулю.

Экспериментальная установка состояла из двух полупроводниковых слоев, верхний из которых имел избыток электронов, а нижний – дефицит дыр. Интрига опыта заключалась в том, что дырок было недостаточно для размещения всех электронов.

Подвергая образец мощнейшему магнитному полю, ученые тщательно следили за поведением электронов. Когда напряженность магнитного поля возрастала, образец переходил в хиральное бозе-жидкое состояние, демонстрируя ряд исключительных свойств.

Физик Линджи Ду из Нанкинского университета в Китае детализировал полученные результаты, заявив:

На границе двух полупроводниковых слоев электроны и дыры двигаются с одинаковой скоростью. Это приводит к спиральному транспорту, который можно дополнительно контролировать с помощью внешних магнитных полей, поскольку каналы электронов и дыр постепенно разделяются при более высоких полях.

Примечательно, что при понижении температуры почти до абсолютного нуля электроны в веществе демонстрировали предполагаемое пространственное расположение и фиксированное направление спина, оставаясь невосприимчивыми к воздействию других частиц и магнитных полей.

Эта исключительная стабильность обладает огромным потенциалом для применения в цифровых системах хранения данных на квантовом уровне.

Читайте на сайте Ученые открыли новое состояние материи: надплотный кристалл, собранный из субатомных квазичастиц

Почему это важно

Исследование также выявило, что влияние внешней частицы на один электрон в системе имело одновременное влияние на все присутствующие электроны. Это наблюдение было связано с явлением квантовой запутанности, благодаря которому частицы в бозе-жидкостях становятся неразрывно связанными между собой. Это открытие может оказаться бесценным в развитии будущих квантовых систем.