Новото Странно Състояние На Материята Изглежда На Сплит Основни Частици

{h1}

Ново състояние на материята, създадено в лаборатория, изглежда разделя фундаменталните частици на части, сочат нови изследвания.

Открито е странно ново състояние на материята - такова, в което електроните, които обикновено са неделими, изглежда се разпадат.

Новото състояние на материята, което е било предвидено, но никога не е било забелязано в реалния живот, се формира, когато електроните в екзотичен материал навлизат във вид на "квантов танц", при който завъртанията на електроните си взаимодействат по определен начин, каза Арнаб Банерджи, физик в Националната лаборатория Оук Ридж в Тенеси.

Откритията могат да проправят пътя за по-добри квантови компютри, каза Банерджи. [Чална физика: Най-готините малки частици в природата]

Танцът на завъртанията

Докато повечето хора срещат само трите обикновени състояния на материята в ежедневието - твърди, течни и газови - при специални условия, могат да възникнат по-екзотични състояния на материята.

Например, преди около 40 години, физиците предложиха съществуването на материално състояние, наречено квантова спинова течност, при което електроните си взаимодействат, за да създадат причудливи ефекти. Електроните имат присъщо свойство, наречено спин, което означава, че действат като малки магнитни пръчки, които се ориентират в една или друга посока. Ако всички тези малки магнити се подравнят в една посока, един материал се нарича феромагнитен. Материал с редуващи се завъртания е анти-феромагнетичен, а материал с неуредични завъртания, които не взаимодействат, са парамагнитни.

Докато повечето материали се охлаждат, тези тензионни магнити са склонни да се подравняват. Но в квантовата течност за въртене, мъничките магнити на бара се „разговарят“ един с друг, така че влияят по кой начин се въртят другите, но все още остават в безпорядък, без значение колко студено става материалът, каза Банерджи.

Квантовата спинова течност може да изглежда твърда, което означава, че може да бъде буквално парче материя, което може да се държи в ръката. Ако обаче увеличите мащаба и погледнете само електроните на материала във външните пръстени на атомите, електроните в материала биха имали безредни взаимодействия, характерни за течност, каза Банерджи.

"Те все още си взаимодействат помежду си; образуват вълни и образуват пулсации. Но те не се държат заедно", каза Банерджи пред WordsSideKick.com.

Например, преди около десетилетие, физикът Алексей Китаев прогнозира, че специална форма на квантова спинова течност може да изглежда така, сякаш електроните се разпадат в майоранските фермиони, дълго предвидени частици, които могат да действат като собствена античастица. Ако това ново материално състояние съществува, то би имало някои наистина причудливи ефекти, тъй като макар че протоните и неутроните са съставени от по-малки частици, наречени кварки, електроните се считат за основни частици със спин и заряд, които са неделими. [7 странни факта за Quarks]

Въпреки че в този случай електроните всъщност не биха се разпаднали на миниатюрни части, техните взаимодействия на въртене биха изглеждали така, сякаш са се раздробили, поради което фермионите на майорана в това състояние на материята се наричат ​​"квазичастици", каза Банерджи.

Специален материал

Банерджи и колегите му си поставиха за цел да докажат, че прогнозите на Китаев се случват в реалния свят. Затова те погледнаха прах, направен от люспест материал, наречен алфа рутениев хлорид. Атомите на алфа рутениевия хлорид са подравнени в двуизмерни листове в модел на пчелна пита. Екипът използва рутений, тъй като елементът има само един електрон във външната си обвивка, което означава, че материалът е по-предразположен към типа квантова флуктуация, която произвежда необходимите взаимодействия между електроните, каза Банерджи.

Тогава екипът бомбардира материала с неутрони, които възбуждат завъртанията на неговите електрони, създавайки своеобразен „плясък“ на квантово ниво. След това те наблюдават модела на неутроните, отскачащи от материала.

Въз основа на модела на разпръснати неутрони, екипът заключи, че материалът наистина е причинил електроните да образуват двойки ферменти от майорана.

В материала "група електрони влизат в танц", каза Банерджи. „Именно този екип от електрони дава това схващане, че„ А! Сега имаш разделяне на електрона на по-малки частици “.

Тези причудливи пулсации изглеждат много различно от това, което би се очаквало в обикновена квантова спинова течност. Нещо повече, пулсациите имаха характерния признак на формирането на майорана фермион и съществуват дори когато са изложени на малки температурни промени.

"Да ги видиш наистина в материал, в купчина материал, който можеш да държиш в [ръката си], е много специално", каза Банерджи.

Квантово изчислителни материали

Новият материал, който учените нарекоха квантова спинова течност в Китаев, може в крайна сметка да проправи пътя за по-стабилни квантови изчисления, каза Банерджи.

В квантовите изчисления, вместо да кодират информация в класическите битове от "0" и "1", атоми или частици на материал съществуват в суперпозиция на всички възможни състояния между 0 и 1, което означава, че всеки квантов бит или кубит може да обработва много бита едновременно и квантовото заплитане на информацията позволява да се извършват изчисления моментално, каза Банерджи.

Но материалите, които традиционно се използват за производство на кубити, са фини и скъпи, изискващи трудоемко „гледане на дете”, за да се уверят, че няма абсолютно никакво движение или топлинно колебание и няма несъвършенства в материалите, каза Банерджи.

За разлика от това, ако изследователите биха могли да създадат кубити, произведени от течност на Китаев, те биха били здрави при по-високи температури и биха възникнали независимо от несъвършенствата в материалните свойства, каза той.

Следвайте Tia Ghose нататък кикотенеи . последвам Наука на живо @wordssidekick, Facebook, Оригинална статия на Наука на живо.


Видео Добавка: ДОКЛАД ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА. ВИДЕО-ВЕРСИЯ. ALLATRA SCIENCE.




Изследване


Сферичният Дисплей На Дрона Изглежда Като Летящ Екран От 360 Градуса
Сферичният Дисплей На Дрона Изглежда Като Летящ Екран От 360 Градуса

Коледна Скала! Как Рокфелер Дърво Джуджета Показва Домакинството (Инфографика)
Коледна Скала! Как Рокфелер Дърво Джуджета Показва Домакинството (Инфографика)

Наука Новини


Обичайте Се По-Мощно От Секса, Твърди Проучване
Обичайте Се По-Мощно От Секса, Твърди Проучване

Съкровище, Открито На 2 000 Години, Открито В Черноморска Крепост
Съкровище, Открито На 2 000 Години, Открито В Черноморска Крепост

Трудна Любов: Мъжете Паяци Умират За Секс
Трудна Любов: Мъжете Паяци Умират За Секс

Как Работи Guessing
Как Работи Guessing

Мозъци От Тийнейджъри Изчистват Мислите От Детството
Мозъци От Тийнейджъри Изчистват Мислите От Детството


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2020 BG.WordsSideKick.com