Uue Ebaolulise Olekuolukorra Näol On Tegemist Põhiliste Osakeste Lahutamisega

{h1}

Uuringud näitavad, et uus laboripõhine ainete osakond jagab põhiosakesed osadele, osutab uus uuring.

Avastatud on uudne uudne olek - üks, kus tavaliselt jagunevateks elektroonideks on purustused.

Kui uus eksistentsi materjali elektronid sisenevad sellesse "kvant-tantsusse", milles elektronide pöörlevad omavahel konkreetselt kokku puutuvad, siis kujuneb uus aine olemus, mis oli ennustatud, kuid mida kunagi ei märganud reaalses elus. Arnab Banerjee, füüsik, Oak Ridge National Laboratory, Tennessee.

Leidused võivad sillutada teed parematele quantum-arvutitele, Banerjee ütles. [Vapus füüsika: lahedamad väikesed osakesed looduses]

Tantsu keerutab

Ehkki paljudel inimestel tekivad eritingimustes igapäevaelus - tahke, vedeliku ja gaasi puhul - on tavaliselt kolm tavalist olekus olevat ainet, võib esineda rohkem eksootilisi aineolusid.

Näiteks umbes 40 aastat tagasi pakkusid füüsikud välja aine oleku olemasolu, mida nimetatakse kvantifunktsionaalseks vedelikuks, kus elektronid suudavad omavahel komplitseerida, et tekitada veideraid efekte. Elektronidel on sisemine omadus, mida nimetatakse spiniks, mis tähendab, et nad toimivad nagu väikesed magnetribad, mis on orienteeritud ühel või teisel viisil. Kui kõik need pisikesed magnetid joonduvad ühes suunas, nimetatakse materjali ferromagnetiks. Materiaal, millel on vahelduvad pöörlevad, on ferromagneetiline ja mehaaniliselt häiritud pöörlevad materjalid on paramagneetilised.

Nagu enamik materjale jahtuda, kalduvad need teensõelised magnetribad ühtlasi joonduma. Kuid kvantifunktsionaalse vedeliku korral väikesed baarimagnetid "räägivad" üksteise vastu, nii et nad mõjutavad, kuidas teised pöörlevad, kuid mis ikkagi jäävad häbistatuks olenemata sellest, kui külm materjal on, Banerjee ütles.

Kvant-spin vedelik võib tunduda tahke, see tähendab, et see võib olla grammatiline sisu, mida võiks hoida käes. Kui aga peaksite aatomite välimise rõngaga suurendama ja otsima ainult materjali elektronid, oleks materjali elektronidel vedelikule iseloomulik häireteta interaktsioon, ütles Banerjee.

"Nad suhtuvad endiselt üksteisega, moodustavad lained ja moodustavad ripples, kuid neid ei hoita üheskoos," ütles Banerjee WordsSideKick.com.

Näiteks umbes kümme aastat tagasi oli füüsik Aleksei Kitaev ennustanud, et eriline kvaasipuhastusvedeliku vorm võib panna paistab, et elektronid lagunevad Majorana fermionidesse, pikkadeks prognoositavateks osakesteks, mis võivad toimida oma antipartikuna. Kui see uus olemus oleks olemas, oleks sellel mingid tõeliselt kummalised mõjud, sest kuna prootonid ja neutronid koosnevad väiksematest osakestest, mida kutsutakse kvarkideks, siis arvatakse, et elektronid on põhiosakesed, kusjuures need on jagamatud. [7 imelikke fakte kvarkidest]

Ehkki elektronid sellisel juhul tegelikult ei siseneks väikestesse osadesse, muudavad nende spin-vastasmõjud selle, nagu oleksid nad killustatud, mistõttu Majorana fermionid selles materiaalses olekus nimetatakse "kvaasipartikliteks", Banerjee ütles.

Erimaterjal

Banerjee ja tema kolleegid püüdsid tõestada, et Kitaevi ennustused aset leidsid reaalses maailmas. Nii vaatasid nad pilku, mis oli valmistatud alfa-ruteeniumkloriidist pärinevast helvestatud materjalist. Alfa-ruteeniumkloriidi aatomid on joondatud kärgstruktuuriga kahemõõtmelistel lehtedel. Meeskond kasutas ruteeniumit, sest selle elemendil on oma väliskestas vaid üks elektron, mis tähendab, et materjal on kaldavõimelisuse tüübist kergem, mis tekitab elektronidevahelist vastastikust toimet, ütles Banerjee.

Seejärel pommitas meeskond materjali neutronitega, mis ärritas oma elektronide keerutab, tekitades kvanttasemele mingi "splash". Seejärel jälgisid nad materjali pehme neutronite mustrit.

Lähtudes hajutatud neutronite mudelist, järeldas meeskond, et materjal oli tõepoolest põhjustanud elektronide moodustamiseks Majorana fermionide paarid.

Materjalis on "elektronide rühm minna tantsusse," ütles Banerjee. "See on see elektronide meeskond, mis annab sellele arusaamale, et" Ah, nüüd on teil elektroni eraldamine väiksemateks osakesteks. ""

Need veider pulbrid tunduvad väga erinevad sellest, mida oleks oodata tavapärases quantum spin vedelikus. Veelgi enam, ripples oli iseloomulik allkiri Majorana fermion moodustumist ja eksisteerivad ka siis, kui kokkupuude väikeste temperatuuride muutustega.

"Et näha neid tõesti materjalis, mida saab hoida oma käes, on see väga eriline," ütles Banerjee.

Kvantarvutusmaterjal

Banerjee ütles, et uus materjal, mille teadlased nimetas "Kitaev" kvantifunktsionaalseks vedelikuks, võib lõpuks sillutada teed jõulisemale kvantarvutusele.

Kvantarvutustes asemel on "0" ja "1" klassikalistel bittidel teabe kodeerimise asemel olemas materjalide aatomeid või osakesi, mis on kõikides võimalikes olekutes, mis jäävad vahemikku 0 ja 1, mis tähendab, et iga kvanttiib või kubiit, saab töödelda paljud bitid samaaegselt ja teabe kvantne haardumine võimaldab arvutusi teha viivitamata, Banerjee ütles.

Kuid materjalid, mida traditsiooniliselt kasutatakse kbiitide valmistamiseks, on peenikesed ja hinnalised, nõudes töömahukat "lapsehoidmist", et veenduda, et materjalides ei esine absoluutselt mingit liikumist ega termilist kõikumist ega puudusi materjalides, Banerjee ütles.

Seevastu, kui teadlased saaksid luua Kitayi spin-vedelikust valmistatud kobitid, oleksid need kobitid kõrgematel temperatuuridel tugevad ja toimuksid sõltumata materjali omaduste puudustest, ütles ta.

Jälgi Tia Ghose'i Twitterja Google+. Jälgi WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Originaal artikkel on WordsSideKick.com.


Video Täiendada: .




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com