Forskere har oppdaget en ny kvantetilstand av materie

Institutt for fysikk Quantum Informasjon og materie California Institute of Technology har oppdaget en ny tilstand av materie - dimensjonale quantum flytende krystaller. Åpning løfter fremgang i utviklingen av lynraske quantum computing teknologi, og ifølge forskerne, er "bare toppen av isfjellet."

Forskere har oppdaget en ny kvantetilstand av materie

Partikler av konvensjonelle flytende krystaller utviser kvante-fase fri bevegelse (fordi det fremdeles er flytende), men har visse egenskaper som er særegne for faste stoffer. Flytende krystaller kan lages kunstig (de er lett å møte i hverdagen, for eksempel alle skjermer av elektroniske enheter), eller finnes i naturen, hvor de danner en biologisk cellemembraner.

Flytende quantum krystaller ble først oppdaget i 1999. Deres partikler er hovedsakelig partikler oppfører seg som konvensjonelle flytende krystaller, men deres elektroner er generelt orientert langs visse akser. Elektroner kvante-dimensjonale flytende krystaller, som i sin tur kan ha forskjellige magnetiske egenskaper, avhengig av retningen av deres bevegelse langs en forutbestemt akse. Fra et praktisk ståsted, betyr dette at elektrifisering av materialet basert på dem ville gjøre det til en magnet eller endre styrke eller retning av magnetisme. På grunn av slike trekk, ifølge forskere, kan tre-dimensjonale quantum flytende krystaller finner sin anvendelse i design og produksjon av mer effektive databrikker. Åpning av de tredimensjonale quantum flytende krystaller også forkorte veien til toppen av produksjonen av full kvante-datamaskiner som kan dechiffrere koden mye hurtigere og mye raskere å utføre databehandlingsoperasjoner på grunn av den quantum natur av partiklene.

Opprettelse av en kvantedatamaskin er fortsatt en svært tidkrevende oppgave på grunn av de svært spesifikke funksjoner i kvanteeffekter, som er svært ustabil. De kvantetilstander kan enkelt endres eller ødelegge dem gjennom enkle samspill med sine omgivelser. Dette problemet kan løses ved bruk av en metode som krever bruk av spesielle materialer - topologiske superledere. Og det er her den viktigste rollen kan bruke tredimensjonale quantum flytende krystaller.

"På samme måte som på den tiden de to-dimensjonale flytende quantum krystaller ble sett på som bud om fremveksten av høytemperatur superledere, er tredimensjonale flytende quantum krystaller anses bud om fremveksten av topologiske superledere, som vi alle venter på", - sier førsteamanuensis ved Caltech fysikk og en og deltakere David Hsieh studien.

"I stedet for å stole på intuisjon i utviklingen av topologiske superledere, har vi nå et rasjonelt grunnlag i form av tre-dimensjonale quantum flytende krystaller", - sier John Harter, hovedforfatter av studien og forfatter av pressemeldingen publisert i tidsskriftet Science.

"Topologiske superledere - Vårt neste mål på dagsorden", - avslutter Harter.