16:53
Comentarii Adauga Comentariu

_ S-a descoperit că electronii dintr-un cristal prezintă răsuciri cuantice legate și înnodate

_ Electroni într-un cristal s-a descoperit că prezintă răsuciri cuantice legate și înnodate

Pe măsură ce fizicienii se adâncesc în tărâmul cuantic, ei descoperă o lume infinitezimal de mică, compusă dintr-o gamă ciudată și surprinzătoare de legături, noduri și înfăşurări. Unele materiale cuantice prezintă vârtejuri magnetice numite skyrmioni - configurații unice descrise ca „uragane subatomice”. Alții găzduiesc o formă de supraconductivitate care se răsucește în vortexuri.

Acum, într-un articol publicat în Nature, o echipă de fizicieni condusă de Princeton a descoperit că electronii din materia cuantică se pot lega între ei în moduri noi ciudate. Lucrarea reunește idei din trei domenii ale științei — fizica materiei condensate, topologia și teoria nodurilor — într-un mod nou, ridicând întrebări neașteptate despre proprietățile cuantice ale sistemelor electronice.

Topologia este ramura teoretică. matematică care studiază proprietățile geometrice care pot fi deformate, dar nu modificate intrinsec. Stările cuantice topologice au intrat pentru prima dată în atenția publicului în 2016, când trei oameni de știință, inclusiv Duncan Haldane, care este profesor de fizică matematică Thomas D. Jones de la Princeton și profesor de fizică la Universitatea Sherman Fairchild, au primit Premiul Nobel pentru predicția lor teoretică a topologiei în materiale electronice.

De atunci, cercetătorii au căutat să extindă acest domeniu de cercetare pentru a crea o înțelegere mai profundă a mecanicii cuantice, cum ar fi în domeniul „topologiei cuantice”, care încearcă să explice starea unui electron. așa cum este descris de o proprietate numită funcție de undă. Acesta a fost catalizatorul care a condus la cercetarea actuală, a spus M. Zahid Hasan, profesor de fizică Eugene Higgins la Universitatea Princeton și autor principal al studiului.

„Studiam proprietăți legate de forma funcțiilor de undă ale electronilor”, a spus Hasan. „Și am dus acum câmpul la o nouă frontieră.”

Piedul esențial al acestei noi frontiere este o structură mecanică cuantică cunoscută sub numele de buclă Weyl, care implică înfășurarea funcțiilor de undă electronică fără masă în un cristal. În lucrările anterioare inovatoare, publicate în Science în 2019, buclele Weyl fără masă au fost descoperite într-un compus compus din cobalt, mangan și galiu, cu formula chimică Co2MnGa. Această cercetare a fost condusă de Hasan și a inclus mulți dintre autorii noului studiu. La acel moment, ei au înțeles că buclele Weyl fără masă produc comportamente exotice sub câmpuri electrice și magnetice aplicate. Aceste comportamente au persistat până la temperatura camerei.

În sine, o buclă Weyl este un exemplu de tip de înfășurare a funcției de undă cuantică care este deja binecunoscută. „Exemplele anterioare de topologie în fizică implicau adesea înfășurarea funcțiilor de undă mecanice cuantice”, a spus Hasan, care a condus cercetarea actuală. „Aceștia au fost centrul comunității de fizică cel puțin în ultimul deceniu”. Aceste idei sunt derivate din lucrările anterioare ale echipei asupra cristalelor realizate din rodiu și siliciu (RhSi), precum și din materiale numite magneți Chern fabricați din elementele terbiu, magneziu și staniu (TbMn6Sn6). Ambele descoperiri au fost conduse de grupul profesorului Hasan și raportate în Nature în 2019 și apoi în Nature în 2020.

Cu toate acestea, cazul Co2MnGa s-a dovedit a fi diferit de înfășurarea funcției de undă considerată în teoriile topologice convenționale. . „Aici, în schimb, avem bucle legate – topologia noastră cu noduri recent descoperită este de altă natură și dă naștere la diferite numere de legătură matematice”, a spus Tyler Cochran, un student absolvent la Departamentul de Fizică din Princeton și coautor al noului studiu.< /p>

Materialele Co2MnGa au fost cultivate de profesorul Claudia Felser și echipa sa de la Institutul Max Planck pentru Fizica Chimică a Solidelor din Germania.

O perspectivă esențială a venit atunci când echipa de la Princeton a calculat și a înțeles că anumite materiale cuantice, cum ar fi Co2MnGa, ar putea găzdui mai multe bucle Weyl în același timp. „Când mai multe bucle Weyl coexistă, devine natural să ne întrebăm dacă se pot lega și înnoda în anumite moduri”, a spus Hasan.

Această constatare a echipei lui Hasan a stârnit întrebări fundamentale despre buclele Weyl legate și a adus împreună o echipă de experți din întreaga lume în spectroscopie de fotoemisie, topologie matematică, sinteză de materiale cuantice și calcule cuantice de prim-principii pentru a înțelege mai profund topologia legăturilor și înnodarea în materia cuantică.

Pentru a observa legătura experimental, echipa internațională a colaborat mai mult de cinci ani pentru a-și extinde lucrările anterioare privind magneții topologici. Echipa a efectuat experimente avansate de spectroscopie de fotoemisie la instalațiile de ultimă oră cu radiații sincrotron din Statele Unite, Elveția, Japonia și Suedia.

„S-a dovedit a fi un puzzle fascinant care ne-a ținut cuplati pentru o vreme.” a spus Ilya Belopolski, autorul principal al studiului, fost student absolvent în laboratorul lui Hasan de la Universitatea Princeton și acum cercetător postdoctoral la Centrul RIKEN pentru Știința Materiei Emergente de lângă Tokyo, Japonia. „Descoperirea subtilităților acestei structuri cuantice conexe elaborate în sine a necesitat mai mult de trei ani de măsurători de înaltă precizie și rezoluție ultra-înaltă la cele mai importante facilități spectroscopice din lume.”

Analiza datelor experimentale a relevat o contraintuitivă. obiect pliat pe el însuși și înfășurat printr-un tor de dimensiuni superioare. „Înțelegerea structurii obiectului a necesitat o nouă punte între mecanica cuantică, topologia matematică și teoria nodurilor”, a spus Guoqing Chang, un autor al studiului, care este acum profesor asistent de fizică la Universitatea Tehnologică Nanyang din Singapore. În timp ce fost cercetător postdoctoral care lucra cu Hasan la Princeton, Chang a condus unul dintre primele studii teoretice despre topologia legăturilor în 2017 într-o lucrare de pionierat în Physical Review Letters.

De fapt, echipa de cercetare a descoperit că cuantica existentă. teoria materialelor nu a putut explica în mod adecvat apariția acestei structuri. Dar teoria nodurilor, au recunoscut ei, ar putea conține câteva indicii.

„Am ajuns să realizăm că unele aspecte ale teoriei nodurilor sunt foarte puternice în explicarea proprietăților cuantice ale materialelor topologice care nu erau înțelese înainte”, a spus Hasan. „Acesta este primul exemplu pe care îl știm despre unde teoria nodurilor a fost aplicată pentru a înțelege comportamentul magneților topologici. Și acesta este foarte interesant.”

Descoperirile continuă și extind conversația de decenii dintre fizică. și topologie, de data aceasta aducând noi idei matematice pentru a explica experimentele pe feromagneți cuantici. „Din punct de vedere istoric, unele dintre cele mai importante descoperiri științifice au apărut atunci când oamenii au observat noi conexiuni între matematică și fenomenele naturale. Este întotdeauna interesant să găsim exemple neașteptate de matematică subtilă în experimentele noastre”, a spus Hasan. „Și mai mult, a fost interesant faptul că conexiunea matematică a fost în domeniul topologiei, care a continuat să apară din nou și din nou sub diferite forme în studiul materialelor cuantice.”

Cercetătorii intenționează să se extindă. cercetarea lor în mai multe direcții. Deși Hasan și echipa sa și-au concentrat eforturile pe comportamentul magneților topologici, ei susțin că teoria are potențialul de a ajuta la explicarea altor comportamente cuantice. „Credem că teoria nodurilor poate fi aplicată și la mulți alți conductori topologici, supraconductori, qubiți și multe alte lucruri”, a spus el.

Și, deși cercetătorii nu s-au gândit la aplicații practice — „Am fost implicați. în cercetarea fundamentală”, a subliniat Hasan – cunoștințele lor ar putea ajuta la dezvoltarea calculului cuantic, în special la dezvoltarea de noi tipuri de qubiți topologici.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Ion Cristoiu: Presa care vrea Război!

_ Greșelile obișnuite care înseamnă gătit la modă pe lot te pot lăsa cu burtă supărată

_ Atmosfera Pământului poate fi sursa de apă lunară

_ Producătorul de anvelope Michelin va ceda operaţiunile din Rusia echipei de conducere locală

_ Ron Perlman, 72 de ani, dansează cu mireasa sa Allison Dunbar, 49 de ani, la nunta lor italiană

Rușii din nou în ofensivă. Bătălia pentru estul Ucrainei: Forțele ruse se îndreaptă spre Lysychansk

_ Globe-trotting Nicole Scherzinger sa bucurat deja de NOUĂ sărbători anul acesta

_ România nu are al doilea cel mai mic preț la carburanți din Europa: Polonia, Bulgaria, Turcia au tarife mai mici

_ BVB a deschis pe verde şedinţa de marţi

_ Tragedia războiului. Aproximativ 1,5% din populaţia Siriei a murit de la începutul războiului

_ Renault se aliază cu Atos în domeniul colectării de date

_ Plantele „extreme” cresc mai repede în fața stresului

_ Ray Donovan și actrița Mary Mara au murit la vârsta de 61 de ani, după „înec în râu”

_ Peste 40 de persoane găsite moarte în interiorul tractorului-remorcă în Texas, spun oficialii

_ RICHARD LITTLEJOHN: Escroci? Nu, scuze... tipul greșit de cupru

_ Infractorii care sunt condamnați la un pic de „muncă de acasă” în timp ce prestează muncă în folosul comunității

_ INSANE Senatorul Elizabeth Warren sugerează să se pună TENTS Planned Parenthood pe teren federal pentru a efectua avorturi �n statele interzise

_ Gastronomii se adună în turmă la restaurantul The Dynasty al clubului Canterbury League, numit o bijuterie ascunsă din Sydney

_ Demi Jones din Love Island îl laudă pe doctor pentru că i-a salvat viața în timpul luptei „traumatice” împotriva cancerului tiroidian

_ Vedeta Australian Survivor, Shayelle Lajoie, își arată fizicul rupt în timp ce face surf

_ Lisa Hochstein îl acuză pe fostul Lenny de „comportament volatil” care a făcut-o „să fugă” din conacul lor de 52 de milioane de dolari

_ Femeia își lasă în urmă 9-a-5 „plictisitoare” pentru a lucra de la distanță într-o dubiță pe care a transformat-o pentru doar 10.000 de lire sterline

_ Man United: Erik ten Hag le ordonă jucătorilor să se antreneze până la ora 9 dimineața, pentru a reveni la epoca lui Sir Alex Ferguson

_ Florin Cîțu: România a făcut multe pentru parteneriatul strategic cu SUA. Am anulat contractele cu China/ Video

_ Lewis Hamilton se îmbracă cu costumul de neopren în timp ce merge cu prietenii la surf înainte de Marele Premiu al Marii Britanii

_ CDC EXPUS! Organismul guvernamental a folosit date false pentru a aproba Jab COVID pentru copii

_ Deputaţii i-au ridicat imunitatea parlamentară fostului ministru al Agriculturii Adrian Chesnoiu. Au fost şi împotriviri

_ Poeta cubaneză Fina Garcia Marruz a murit la vârsta de 99 de ani

_ Peste o duzină de morți, sute de răniți în urma unei scurgeri de gaz de clor în Iordania

_ Emmanuel Macron îi dă flit lui Zelenski: Se opune total desemnării Rusiei ca stat terorist

_ America lui Biden: de la independența energetică a lui Trump la prețurile record ale gazelor p�nă la cumpărarea de petrol din Iran și Venezuela

_ Dr. MEGAN ROSSI, guru al sănătății intestinale, despre strategiile la care să te gândești atunci când te confrunți cu constipația

_ O femeie înșelată din 500.000 de lire sterline de partenerul ei a spus că l-a folosit pe fiul ca pion

_ �napoi �n viitor �n Ucraina � Demilitarizare și denazificare

_ Moment în care un trecător „erou” salvează fără să vrea un bebeluș care a căzut de pe balcon și sare pe spate

_ US Supreme Court 'is acting in a way that no court has acted before'

_ Zelenski despre atacul de la mall: terorişti nenorociţi care nu ar trebui să aibă loc pe Pământ

_ Președintele Ucrainei Zelensky cere SUA să declare Rusia drept stat sponsor al terorismului

_ Mia Plecic criticată pentru că a comparat mandatele de vaccinare cu decizia anti-avort a Curții Supreme din SUA

_ Ever Alot, nava-container cu cea mai mare capacitate de încărcare din lume

_ Hailey Bieber se prezintă într-un tricou supradimensionat în timp ce iese solo în Beverly Hills

_ Daniel Morar: „Problema în CCR este pregătirea profesională. Nu te poţi duce la CCR să înveţi Dreptul”

Medvedev atacă România: În Transnistria trăiesc circa 220.000 de cetățeni ruși

_ Jennifer Lopez împărtășește un moment dulce cu Emme în timp ce se întâlnesc pe platourile de filmare ale filmului lui Ben Affleck

_ Real Madrid a fost „NOROCOS” să câștige Liga Campionilor, susține șeful Man City, Ferran Soriano

_ Ce se întâmplă cu adevărat în interiorul Killing Kittens

_ Omul din Chicago susține că dieta cu pui crud îl menține sănătos

_ Afișe hilare cu cele mai bune încercări ale oamenilor de a căuta să râdă

_ Video Florin Cîțu a cerut imperios, în Parlament, includerea României în programul Visa Waver: Merită asta

_ Diana Șoșoacă și Ludovic Orban, printre parlamentarii care nu susțin parteneriatul strategic cu SUA

_ Anglia a sunat „clopote de alarmă în jurul cricketului mondial”, susține Brendon McCullum

_ Negociatorii șefi SUA, Iran în Qatar pentru discuții nucleare

_ Șeful lui Inter Milano, Giuseppe Marotta, spune că revenirea lui Romelu Lukaku ar putea fi confirmată în „câteva zile”

_ Wimbledon: Katie Swan se prăbușește în primul tur la Wimbledon față de Marta Kostyuk

_ Insula iubirii SPOILER: Mai multe drame începe în vilă, în timp ce o Gemma înfuriată se confruntă cu Ekin-Su

_ Moment istoric: se începe începe producţia de gaze la Midia

_ Chris Hemsworth și soția Elsa se alătură fratelui Luke și copiilor pentru bowling cu zece pini

_ Ronald Koeman dă vina pe președintele Barcelonei, Joan Laporta, pentru că și-a zădărnicit cariera în Nou Camp

_ EDEN CONFIDENTIAL: Divorțul a fost „o bombă” pentru familie, recunoaște Ewan McGregor

_ Prețurile Criptomonedelor: Când Este Cel Mai Bun Moment Să Cumperi Cripto?


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15
Pag.16 Pag.17 Pag.18 Pag.19 Pag.20 Pag.21 Pag.22 Pag.23
Pag.24 Pag.25 Pag.26 Pag.27 Pag.28 Pag.29 Pag.30 Pag.31
Pag.32 Pag.33 Pag.34 Pag.35 Pag.36 Pag.37 Pag.38 Pag.39
Pag.40 Pag.41

Nr. de articole la aceasta sectiune: 2420, afisate in 41 pagini.



ieri 14:51