Відкрито новий стан матерії: це може призвести до створення квантової пам'яті

Характеристики цього нещодавно виявленого стану матерії мають величезні перспективи. Вони проливають світло на таємничий світ квантової фізики та відкриваючи нові горизонти можливостей.

Дивіться також Фізики розділили найдрібнішу частинку звуку, фонон, на дві частини

На квантовому рівні стан речовини керує взаємодією між елементарними частинками, яка залишається незмінною у твердих, рідких і газоподібних фазах. Однак квантова сфера відома своїми надзвичайними та загадковими властивостями, які не піддаються звичайному поясненню.

У цьому контексті кожне відкриття у квантовій фізиці розкриває безліч невідомих і відкриває потенційні шляхи дослідження. Нещодавній прорив у розумінні нового квантового стану матерії може здійснити революцію в галузі квантової пам'яті і не тільки.

Деталі відкриття

Щоб відтворити умови, необхідні для цього революційного досягнення, дослідники успішно індукували хіральний бозе-рідкий стан у ретельно сконструйованій установці.

Пояснення! Термін "хіральний" означає відсутність ліво-правої симетрії в структурі речовини, тоді як посилання на бозе-рідину вказує на екстремальний рівень плинності або надпровідності при температурах, що наближаються до абсолютного нуля.

Експериментальна установка складалася з двох напівпровідникових шарів, верхній з яких мав надлишок електронів, а нижній – дефіцит дірок. Інтрига експерименту полягала в тому, що дірок було недостатньо для розміщення всіх електронів.

Піддаючи зразок надзвичайно потужному магнітному полю, вчені ретельно стежили за поведінкою електронів. Коли напруженість магнітного поля зростала, зразок переходив у хіральний бозе-рідкий стан, демонструючи низку виняткових властивостей.

Фізик Лінджі Ду з Нанкінського університету в Китаї деталізував отримані результати, заявивши:

На межі двох напівпровідникових шарів електрони і дірки рухаються з однаковою швидкістю. Це призводить до спірального транспорту, який можна додатково контролювати за допомогою зовнішніх магнітних полів, оскільки канали електронів і дірок поступово розділяються при більш високих полях.

Примітно, що при зниженні температури майже до абсолютного нуля електрони в речовині демонстрували передбачуване просторове розташування і фіксований напрямок спіну, залишаючись несприйнятливими до впливу інших частинок і магнітних полів.

Ця виняткова стабільність має величезний потенціал для застосування в цифрових системах зберігання даних на квантовому рівні.

Читайте на сайті Вчені відкрили новий стан матерії: надщільний кристал, зібраний з субатомних квазічастинок

Чому це важливо

Дослідження також виявило, що вплив зовнішньої частинки на один електрон у системі мав одночасний вплив на всі присутні електрони. Це спостереження було пов'язане з явищем квантової заплутаності, завдяки якому частинки в бозе-рідинах стають нерозривно пов'язаними між собою. Це відкриття може виявитися неоціненним у розвитку майбутніх квантових систем.