Науковці здійснили революційне відкриття нового квантового стану матерії

Команда науковців зі Швейцарії, Франції, Канади та США, включно з дослідниками з Університету Райса, заявила про виявлення теоретичного квантового явища, відомого як квантова спінова рідина. Виявлення аномального, досі невідомого стану матерії у матеріалі під назвою пірохлор церій станнат може мати значні наслідки для фундаментальної фізики та сприяти розробці інновацій у квантових обчисленнях, інформує Inter­est­ing Engi­neer­ing.

Вчені пояснили: квантова спінова рідина є унікальним станом матерії, в якому магнітні частинки не формують фіксованого порядку навіть при наднизьких температурах. У цьому стані спіни частинок залишаються у постійно змінюваному, взаємопов’язаному стані, що нагадує поведінку у квантовій механіці. Вважається, що така рідина має властивості, подібні до взаємодії світла та частинок у Всесвіті.

До цього часу підтвердження існування квантової спінової рідини було складним завданням. Міжнародна команда розробила передові експерименти, зокрема метод нейтронного розсіювання, для спостереження за цим станом. Використовуючи високоточне обладнання у Франції, дослідники зібрали дані, які, за їхніми словами, підтверджують існування квантової спінової рідини.

Одним із важливих аспектів відкриття є створення умов так званої “магнітної фрустрації” в матеріалах, таких як пірохлори. Цей стан виникає, коли взаємодія електронів порушує їхнє звичайне вирівнювання спінів, що призводить до утворення квантової рідини. У цьому середовищі електрони обмінюються “світлоподібними” хвилями, які надають їм властивостей, схожих на взаємодії у квантовій теорії світла.

Дослідники тепер планують шукати інші екзотичні частинки, відомі як “візони”, які можуть діяти подібно до магнітних монополів, запропонованих у теорії кілька десятиліть тому. Ці відкриття можуть стати ключем до глибшого розуміння фундаментальних властивостей матерії та її поведінки на квантовому рівні.