Вчені створили «дивний метал», заповнений заплутаними електронами

Міжнародна команда дослідників створила так званий «дивний метал» — і вони кажуть, що це може допомогти в практичному використанні потенціалу квантового світу.

Зокрема, метал надає докази квантової заплутаності природи квантової критичності. Але це ще не все, тому давайте почнемо з того, про що більшість з нас, ймовірно, дізналися в початковій школі: фазові переходи.

Ми весь час бачимо свідоцтва класичних фазових переходів — лід в наших напоях тане, наприклад, при певній температурі, а вода, яку ми кип'ятимо, випаровується в газ при іншій.

Досить просто.

Що ж, матеріали у квантовому світі також піддаються фазових переходів при правильних умовах, і коли квантовий матеріал здатний переходити з однієї фази в іншу, це називається станом «квантової критичності», що повертає нас до цього. Нове дослідження, опубліковане на цьому тижні в журналі Science.

Дослідники використовували елементи ітербію, родію і кремнію для створення «дивного металу», типу металу, в якому електрони діють як єдине ціле, а не незалежно, як у звичайному металі, такому як мідь або золото.

Коли теоретично можлива найнижча температура — абсолютний нуль або -273,15 градуса за Цельсієм (-459,67 градуса за Фаренгейтом) — дивний метал команди зазнає перехід з квантової фази, в якій він утворює магнітний порядок, в іншу фазу в що не так.

При проведенні експериментів на надчистих плівках, виготовлених з металу, команда помітила квантову заплутаність серед мільярдів мільярдів електронів в ньому.

Отже, чому це спостереження важливо? Це може допомогти в наших зусиллях по створенню квантових технологій.

«Квантове заплутування — це основа для зберігання та обробки квантової інформації», — заявив дослідник Кімяо Сі з Університету Райса в прес-релізі. «В той самий час вважається, що квантова критичність стимулює високотемпературну надпровідність. Таким чином, наші результати показують, що одна і та ж основна фізика — квантова критичність — може привести до створення платформи як для квантової інформації, так і для високотемпературної надпровідності».

«Коли людина обмірковує цю можливість, — додав він, — він не може не дивуватися чуду природи».

Джерела: Університет Райса, Science