Një ekip ndërkombëtar studiuesish ka bërë një zbulim të jashtëzakonshëm në fushën e fizikës kuantike, duke identifikuar për herë të parë një gjendje të re të materies të teorizuar prej kohësh: lëngun kuantik spin.
Bëhet fjalë për frytin e bashkëpunimit midis shkencëtarëve zviceranë, francezë, kanadezë dhe amerikanë, i cili mund t’i hapë rrugën zhvillimeve të rëndësishme në fushën e kompjuterëve kuantikë dhe në kuptimin themelor të universit.
Por çfarë e bën këtë gjendje të re të materies kaq të veçantë? Imagjinoni të keni një material në të cilin grimcat magnetike, në vend që të vendosen në një mënyrë të rregullt siç jemi mësuar ta shohim, sillen në një mënyrë krejtësisht të papritur. Këta magnetë të vegjël natyrorë, të quajtur rrotullime elektronike, mbeten në një gjendje ndryshimi të vazhdueshëm, duke krijuar konfigurime të ndërlidhura që duket se “vallëzojnë” sipas ligjeve të mekanikës kuantike.
Zbulimi ndodhi duke studiuar një material të veçantë të quajtur “piroklorostanat cerium”, duke përdorur teknika të avancuara si shpërndarja e neutronit. Kjo ishte një sfidë e dukshme teknologjike, siç shpjegohet nga Romain Sibille, udhëheqës i ekipit eksperimental në Institutin Paul Scherrer në Zvicër.
“Ne duhej të përdornim një spektrometër shumë të specializuar në Institut Laue-Langevin në Grenoble, Francë, për të marrë të dhëna me saktësi shumë të lartë.”
Për të kuptuar më mirë këtë fenomen, ne mund të mendojmë për elektronet si magnete të vegjël që normalisht tentojnë të rreshtohen me njëri-tjetrin, ashtu si magnetët e zakonshëm. Megjithatë, në disa materiale të veçanta si pirokloret, kjo shtrirje është “e frustruar”, duke krijuar kushte unike në të cilat shfaqen sjellje të habitshme kuantike.
Profesori Andriy Nevidomskyy, i Universitetit Rice, i cili kreu analizën teorike të të dhënave, nxjerr në pah një aspekt magjepsës të zbulimit.
“Në nivelin kuantik, elektronet ndërveprojnë me njëri-tjetrin duke emetuar dhe rithithur kuanta të dritës të quajtura fotone. Në mënyrë të ngjashme, në lëngun kuantik spin, ndërveprimi midis grimcave të quajtura ‘spinone’ ndodh përmes shkëmbimit të valëve të ngjashme me dritën, por shumë më të ngadalta. .”
Ekipi hulumtues tashmë po shikon nga e ardhmja, duke kërkuar për grimca të tjera ekzotike si “vizonat”, të cilat mund të sillen si monopole magnetike, një ide e teorizuar dekada më parë. “Është emocionuese të kërkosh prova të ekzistencës së grimcave të ngjashme me monopolin në një univers miniaturë të formuar nga rrotullimet e elektroneve në një pjesë të materialit,” komenton Nevidomskyy.
