მეცნიერებმა აღმოაჩინეს კვანტური ჩახლართულობა კრისტალში, რომელიც შეუიარაღებელი თვალით ჩანს

ფიზიკოსებმა პირველად პირდაპირ დააფიქსირეს კვანტური ჩახლართულობის მაღალი ხარისხი სანტიმეტრის ზომის კრისტალში — მაკროსკოპულ ობიექტში, რომელიც შეუიარაღებელი თვალით ჩანს — რითაც ეჭვქვეშ დააყენეს დიდი ხნის წინ არსებული ვარაუდები იმ მასშტაბის შესახებ, რომელზეც კვანტური მექანიკა მოქმედებს.

15 ივნისს Nature Physics-ში გამოქვეყნებულ კვლევაში აღწერილია, თუ როგორ გამოიყენა TU Wien-ის ხელმძღვანელობით მოქმედმა გუნდმა რაისის უნივერსიტეტთან თანამშრომლობით კვანტური ინფორმაციის თეორიის ჩარჩო, სახელწოდებით კვანტური ფიშერის ინფორმაცია, ცერიუმის, პალადიუმისა და სილიციუმისგან დამზადებულ კრისტალში მრავალნაწილაკიანი ჩახლართულობის გასაზომად. კრისტალი კლასიფიცირებულია როგორც "უცნაური მეტალი", მასალების კატეგორია, რომელთა ელექტრული ქცევა ეწინააღმდეგება ჩვეულებრივ გაგებას.nature+1

მინიმუმ ცხრა ჩახლართული ნაწილაკის ჯგუფები

გრენობლში (საფრანგეთი) ლაუე-ლანჟევენის ინსტიტუტში დოქტორანტმა ფედერიკო მაცამ კრისტალი ნეიტრონებით დაბომბა და მასალის რეაქცია გააანალიზა. "ჩვეულებრივ მასალაში მოსალოდნელია, რომ ნეიტრონმა თავისი ენერგია ცალკეულ ნაწილაკს გადასცეს", – თქვა მაცამ. "მაგრამ კვანტური ფიშერის ინფორმაციის გამოყენებით მონაცემების ანალიზისას, ჩვენ აღმოვაჩინეთ რეაქცია, რომლის ახსნა დამოუკიდებელი ნაწილაკების თვალსაზრისით შეუძლებელია. ამის ნაცვლად, ეს მიუთითებს იმაზე, რომ მინიმუმ ცხრა კვანტურად ჩახლართული ერთეულის ჯგუფები კოლექტიურად მოქმედებენ."tuwien

ჩახლართულობამ პიკს მიაღწია კვანტურ კრიტიკულ წერტილში — ზღვარზე, რომელზეც მასალა გადადის ორ კვანტურ ფაზას შორის — რაც პირდაპირ მტკიცებულებას იძლევა იმისა, რომ კვანტური კორელაციები ამ საზღვარზე ძლიერდება.research+1

ხიდი კვანტურ ინფორმაციასა და მყარი სხეულების ფიზიკას შორის

თეორიული საფუძველი ეყრდნობა ინსბრუკელი კვანტური ფიზიკოსის პიტერ ზოლერისა და მისი გუნდის მუშაობას, რომლებმაც აჩვენეს, რომ კვანტური ფიშერის ინფორმაციას შეუძლია გამოავლინოს ჩახლართულობა დიდ მრავალნაწილაკიან სისტემებში. "დამოუკიდებელი ნაწილაკების კრებულისთვის რეაქცია შეზღუდულია, რადგან თითოეული ნაწილაკი თავის წვლილს ცალკე შეიტანს", – თქვა TU Wien-ის მყარი სხეულების ფიზიკის ინსტიტუტის პროფესორმა სილკე ბიულერ-პაშენმა. "თუმცა, თუ ნაწილაკები ჩახლართულია, მთელ სისტემას შეუძლია უფრო ძლიერად უპასუხოს, ვიდრე მისი ცალკეული ნაწილების ჯამი."tuwien

ვიურცბურგის უნივერსიტეტის ფაკერ ასადმა, რომელიც ამ ნაშრომის წამყვანი თეორეტიკოსია, თქვა, რომ აღმოჩენები სცდება ერთ მასალას. "ძლიერი ჩახლართულობა, როგორც ჩანს, პირდაპირ კავშირშია უცნაური მეტალების უჩვეულო ქცევასთან", – თქვა მან.tuwien

კვანტური ტექნოლოგიებისკენ

კვლევა ეფუძნება TU Wien-სა და რაისის უნივერსიტეტს შორის 2025 წლის თანამშრომლობას, რომელმაც დაადგინა, რომ ელექტრული დენი უცნაურ მეტალებში უჩვეულოდ დაბალი ხმაურის რეჟიმში მიედინება. ახლად გაზომილი ჩახლართულობა გვთავაზობს შესაძლო ახსნას: ნაწილაკები კოორდინირებულად მოქმედებენ დენის რყევების ჩასახშობად.tuwien

ბიულერ-პაშენმა თქვა, რომ გუნდის შემდეგი მიზანია გამოიკვლიოს, შეუძლიათ თუ არა უცნაურ მეტალებს კვანტურ ტექნოლოგიებში გამოყენების პოვნა, განსაკუთრებით კვანტური მეტროლოგიისთვის მაღალი სიზუსტის გაზომვებში.tuwien