.){kind=link}
Pirmo reizi zinātnieki laboratorijā atklāja sen prognozētu, bet iepriekš neredzētu matērijas stāvokli. Iedarbinot lāzeru uz īpaši aukstu rubīdija atomu režģi, zinātnieki piespieda atomus nonākt nekārtīgā kvantu nenoteiktības zupā, kas pazīstama kā kvantu griešanās blīvums (šķidrums).
Hipotēze par kvantu griešanās blīvuma esamību - retu vielas stāvokli, kurā nulles temperatūrā neveidojas liela attāluma magnētiskā kārtība - tika izvirzīta 1973. gadā. Bet tikai nesen zinātnieki pirmo reizi novēroja kvantu griešanās šķidrumu laboratorijas apstākļos.
"Šķidrā" daļa pieder elektroniem, kas zemā temperatūrā pastāvīgi mainās un svārstās magnētiskā materiāla iekšpusē. Atšķirībā no parastajiem magnētiem, šajā gadījumā elektroni nestabilizējas un nenosēžas cietā ķermeņa strukturētajā režģī pēc dzesēšanas. Tagad, kad šis stāvoklis ir reģistrēts, ir cerība, ka atklājums paātrinās jaudīgu kvantu datoru attīstību.
"Šis ir ļoti īpašs brīdis šajā jomā," saka kvantu fiziķis Mikailo Lūkins no Hārvardas universitātes Masačūsetsā. "Jūs faktiski varat pieskarties un pat iedurties šajā eksotiskajā stāvoklī, manipulēt ar to, lai saprastu tā īpašības ... tas ir jauns matērijas stāvoklis, ko cilvēki nekad agrāk nav varējuši novērot."
Parastie magnēti satur elektronus, kuru spins ir vērsts tajā pašā virzienā uz augšu vai uz leju, kas rada magnētismu. Kvantu spina šķidrumos tiek ievadīts trešais elektrons, tāpēc, kamēr divi pretēji spini viens otru stabilizē, trešā elektrona spins izjauc līdzsvaru. Tas rada "nesakārtotu" magnētu, kurā visi griezieni nevar stabilizēties vienā virzienā.
Lai izveidotu savu nesakārtoto režģa modeli, komanda izmantoja programmējamu kvantu simulatoru, kas uzbūvēts 2017. gadā. Simulators izmanto kvantu datorprogrammu, lai ar lāzeriem noturētu atomus patvaļīgās formās, piemēram, kvadrātos, trīsstūrīšos vai šūnveida šūnās, un to var izmantot dažādu kvantu mijiedarbību un procesu projektēšanai. Simulators izmanto cieši fokusētus lāzera starus, lai atsevišķi sakārtotu atomus, un, sakārtojot rubīdija atomus trīsstūrveida režģī, pētnieki varēja izveidot nestabilu magnētu ar kvantu sapīšanās īpašībām, kur izmaiņas vienā atomā sakrīt. ar otru sapinušo atomu.
Saites starp atomiem norādīja, ka patiešām ir izveidots kvantu griešanās blīvums.
"Jūs varat virzīt atomus, cik vien vēlaties, jūs varat mainīt lāzera frekvenci, jūs patiešām varat mainīt dabas parametrus tā, kā jūs nevarējāt materiālā, kurā šīs lietas tika pētītas iepriekš," saka kvants. fiziķis Subirs Sačdevs no Hārvarda universitātes. "Šeit jūs varat apskatīt katru atomu un redzēt, ko tas dara."
Kvantu datori ir veidoti uz kvantu bitiem jeb kubitiem, un ir cerība, ka kvantu griešanās šķidrumi palīdzēs izstrādāt topoloģiskos kubitus, kas ir labāk aizsargāti pret ārējiem trokšņiem un traucējumiem.
Lasi arī: