„Квантово-спинова течност“ – откриха ново състояние на материята

Учени откриха доказателство за мистериозно ново състояние на материята в реален материал. Състоянието е познато като „квантово-спинова течност“ и кара електроните да се разпаднат на квазичастици. Съществуването на подобно състояние в определени магнитни материали е предсказано преди 40 години, но досега не беше открито доказателство за съществуването му. Затова учените са развълнувани от наблюдението на квантово-спинова течност и съпътстващите странни фермиони в двуизмерен материал, подобен на графен.

Откриването на доказателство за това състояние се случва при наблюдаването на едно от най-интересните му свойства – фракционализация на електрони и получените в резултат фермиони на Майорама, което се случва, когато електрони в състояние на квантова спинова течност се разпадат. Тези фермиони на Майорама могат да се използват в изграждането на квантови компютри.

Електроните не се разпадат в по-малки физически частици, това би означавало нов вид частици. Това, което се случва е разпада на електрони в квазичастици. Те не са реални частици, а концепция, използвана от физиците за обяснение и калкулиране на странното поведение на частиците.

Състоянието на квантова спинова течност кара електроните да се държат странно. В типичен магнитен материал електроните се държат като миниатюрни магнитчета. Когато материала се охлади до достатъчно ниски температури, тези магнитни електрони се подреждат така, че всичките северни магнитни полюси сочат в една и съща посока.

Но при състояние на квантово-спинова течност, дори и ако материала се охлади до абсолютната нула, електроните не се подреждат, а вместо това се преплитат, поради квантови флуктуации.

Учените използват технологии за засичане на електрони и алфа-рутениев хлорид – вещество, подобно на графена. Това им позволява да засекат за първи път фермиони на Майорана чрез облъчване на материала с неутрони, и наблюдаване на модела, който неутроните показват след разпръскването от материала. Модела е точно такъв, какъвто са очаквали, базирано на теорията.

Откритието ще помогне за по-доброто разбиране на квантовия свят, както и при разработването на квантови компютри.