Технології та наука Вважалося, що це неможливо: фізики вперше побачили екзотичний стан матерії
Приблизно 50 років тому фізики передбачили, що певні групи квантових частинок можуть переходити в скоординований колективний стан без будь-якого зовнішнього впливу. Але цей квантовий стан матерії вважався неможливим у реальному світі. Тепер же фізики вперше безпосередньо спостерігали цей квантовий стан, відомий як надвипромінювальний фазовий перехід.
Related video
Дослідження опубліковано в журналі Science Advances, пише Earth.
Як уже писав Фокус, інша група вчених дійшла висновку, що дивні квантові процеси змінять закони фізики і Всесвіт зникне. Автори цього дослідження довели, що один з екзотичних квантових станів матерії існує не тільки в теорії.
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
Надвипромінювальний фазовий перехід (SRPT) — це явище, яке відбувається, коли група атомів, кожен з яких поводиться як крихітний диполь, сильно взаємодіє із загальним електромагнітним полем, як правило, всередині порожнини або резонатора.
У нормальних умовах атоми випромінюють світло незалежно один від одного, але в цьому випадку вони починають випромінювати світло колективно, створюючи потужний спалах світла.
Відмінною рисою SRPT є те, що ця колективна поведінка показує окрему фазу системи, багато в чому схожу на перехід з рідкого стану в твердий.
Коли сила зв'язку між атомами та електромагнітним полем перевищує критичний поріг, система переходить у надвипромінювальну фазу, в якій поле набуває ненульового значення навіть без будь-якої зовнішньої рушійної сили.
Фізики виявили докази існування екзотичного квантового стану матерії, який, як вважали, не можна побачити в реальному світі, у кристалі, що містить ербій, залізо і кисень.
Кристал охолодили до температури мінус 271 градус Цельсія, що близько до абсолютного нуля, і піддали впливу магнітного поля, яке в 100 000 разів сильніше за магнітне поле Землі.
Щоб виявити незвичайну квантову фазу, фізики пов'язали дві різні магнітні підсистеми: коливання спінів іонів заліза та іонів ербію всередині кристала. Спін описує магнітну орієнтацію частинок, таких як електрони.
Фізики вважають, що їхнє відкриття може зробити революцію при створенні квантових датчиків і нових обчислювальних технологій, значно підвищивши їхню точність, чутливість і продуктивність.
Також вчені кажуть, що нове досягнення відкриває новий спосіб створення і управління фазами матерії з використанням ідей з квантової електродинаміки порожнин.
Кристал, який використовували вчені, належить до сімейства магнітних матеріалів, тож у подібних кристалах може бути більше прикладів цікавої квантової поведінки, схованої в них, кажуть фізики.
Це відкриття показує, що ідеї, які колись обмежувалися лише теорією, можуть стати реальністю за правильних лабораторних умов.
Також Фокус писав про те, що вчені з'ясували, навіщо насправді стародавні греки створили загадковий Антикітерський механізм, якому 2000 років. Вчені вважають, що цей механізм не був астрономічним вимірювальним приладом.