Генерал

Физичари откривају доказе о новом својству квантне материје


Истраживачи су можда разбили никад откривено својство квантне материје. Тим са Института за квантне материје са Универзитета Џонс Хопкинс доказао је да одређени квантни материјали могу показати електрична колебања дипола.

Ова јединствена кретања су неправилна осцилација сићушних наелектрисаних полова на материјалу. Истраживачи су приметили да се ове осцилације дешавају на екстремно хладним температурама - отприлике минус 450 степени Фахренхеита или нижим.

Овај посебан покрет је дуго био теоретизован, али још увек доказан до сада. Предметни материјал настао је пре више од две деценије и назива се к- (БЕДТ-ТТФ) 2Хг (СЦН) 2 Бр. Материјал потиче од органских једињења; међутим, понаша се доста попут метала.

„Оно што смо пронашли са овим одређеним квантним материјалом је да су, чак и на супер хладним температурама, електрични диполи и даље присутни и флуктуирају у складу са законима квантне механике“, рекла је физичарка Наталиа Дрицхко. Дрицхко је ванредни професор физике на Универзитету Јохнс Хопкинс.

Дрицхко је објаснио зашто је ово посебно откриће важно.

„Обично о квантној механици размишљамо као о теорији малих ствари, попут атома, али овде примећујемо да се цео кристал понаша квантно-механички“, рекао је Дрицхко, виши аутор рада о истраживању објављеном у часописуНаука.

Традиционална физика и разумевање молекуларног кретања примећују да се како се објекти леде, њихово молекуларно кретање успорава до тачке заустављања. Међутим, у квантној физици кретање и даље остаје и при најхладнијим температурама, објаснио је Дрицхко. „То је једна од главних разлика између класичне и квантне физике коју физичари кондензоване материје истражују“, рекла је она.

Електрични диполи су једнаки, али супротно наелектрисани полови раздвојени растојањем. У молекуларним студијама постоје три врсте дипола. Прво, постоје трајни диполи који су два атома у молекулу са знатно другачијом електронегативношћу.

У трајном диполу један атом ће привлачити електроне више од другог, чинећи један битно негативнијим, а други позитивнијим. (Они се називају и поларни молекули.) Друга врста дипола су тренутни диполи који се случајно дешавају када су електрони концентрисанији у једном подручју молекула.

Ово ствара привремени дипол. Последњи тип су индуковани диполи који се дешавају када један молекул одбија електроне другог и покреће диполни тренутак у том молекулу. Диполи које су проучавали физичари су исте врсте које могу дозволити коси да се привремено прилепи на чешаљ путем статичког електрицитета. Диполи се формирају на ивици чешља и привлаче косу.

Дрицхков тим је користио Раманску лабораторију за спектроскопију како би добио квантну материју на ниским температурама потребним за посматрање теоретизоване активности. Кључни рад у лабораторији извела је студенткиња Нора Хассан.

У лабораторији су Хассан и њене колеге истраживачи фокусирали светлост на кристал материјала. Тимови су искористили друге технике пронађене у хемији и биологији да би проучавали ове флуктуације дипола.

Тим Јохнс Хопкинс-а такође је направио прилагођени спектрометар, машину сто пута моћнију од традиционалних лабораторијских спектрометара. Истраживање би се могло користити у развоју квантних рачунарских система и у развоју квантних система који би могли ефикасно да раде чак и на екстремним температурама.


Погледајте видео: Kvantna fizika o predviđanju budućnosti - Prof. Dr Tomislav Terzin (Јун 2021).