Научници откривају ново стање материје: Куантум Спин Ликуид

Физичари из Националне лабораторије Оак Ридге у ​​Теннессееју и Универзитета у Цамбридгеу заједно су открили ново стање материје. Преломни налази, објављени у часопису Природа, детаљно опсервација дугог теоретизованог, али увијек неухватљивог стања познатог као "квантна спина текућина" - у којем електрони наизглед проваљују на мање комаде.

"Ово је ново квантно стање материје, које је предвиђено али није виђено раније", рекао је Јоханнес Кнолле, научник из Кавезишке лабораторије у Кембриџу и један од коаутора листа, у саопштењу.

Свако ко има основно знање о физици зна да постоје три главна стања материје: чврсте материје, течности и гасови. Људи са мало више знања могу да знају за друга два класична стања: плазме (слободне набијене честице које сачињавају догађаје високе енергије), и колоиде ("у међусобним односима" чине два стања одједном, као што је путер).

Ипак, постоји више од десетак других држава које постоје, оне које су видљиве само у врло малим скалама или под врло феноменалним догађајима. Једна од њих је квантна спина течност: хаотично стање које захтева мало више објашњења пре него што заиста можете да схватите шта се дешава.

Према квантној механици, свака честица може показати двије врсте момента. Први је орбитални кутни момент, а други је спин. Сурова аналогија за ова два одговарајућа дејства је планета која се окреће око Сунца, показујући и орбиту и аксијалну ротацију.

Када је систем постигао низ интерактивних квантних спинова, сматра се да је у поремећеном стању на исти начин како је течна вода поремећена када се упореди са чврстим ледом. Квантна спина текућина има слично понашање, али на ниским температурама. Уместо да се споје у јединственом обрасцу, као што је да се супстанце споје у чврстом стању, комад материје који је у квантном течном спину наставиће да делује ерратски као врућа збрка супе. У ствари, активност је толико екстремна да се честице заправо распадају. То је сцена која протурјечи управо ономе што бисте очекивали у хладном окружењу.

У овом случају, истраживачки тим је уочио фракционисане честице познате као Мајорана фермиони у дводимензионалном материјалу који је сличан графену. Оно што су приметили слично је хипотетичком моделу квантног спина, познатом као Китајев модел. Резултати коначно означавају крај 40-годишње потраге за овим стањем материје.

Конкретније, нова посматрања квантних спин текућина бацају светлост на својство познато као раздвајање електрона, које би једног дана могло помоћи у конструисању нових врста квантних рачунара који раде брже од данашњих машина, заобилазећи границе конвенционалних материјала.

Такав пробој је деценијама у будућност. Ипак, сама чињеница да смо могли да посматрамо ново стање материје у телу је само још један знак да људи тек треба да изгребу површину да би разумели како природни свет функционише.