Квантовая фрустрация – это явление, когда частицы в квантовой системе не могут установить определенный порядок из-за конкурирующих взаимодействий. Это приводит к возникновению сильных квантовых флуктуаций, которые могут порождать новые состояния материи.
Команда физиков, включая ассистента профессора Университета Массачусетса Тиграна Седракяна, недавно объявила, что они обнаружили новое состояние материи, названное «хиральным бозе-жидким состоянием». Это открытие открывает новый путь в древнем стремлении понять природу физического мира.
Чтобы получить это состояние, физики создали двухслойное полупроводниковое устройство, в котором верхний слой насыщен электронами, а нижний слой заполнен «дырками», или местами, которые может занять бродячий электрон. Затем два слоя были приближены друг к другу настолько близко, что расстояние между ними было меньше размера атома. Кроме того, в нижнем слое было создано локальное несоответствие между количеством электронов и дырок.
«Это как игра в музыкальные стулья», – говорит Седракян, «предназначенная для того, чтобы сбить с толку электронов. Вместо того, чтобы каждый электрон имел один стул, на который он может сесть, они теперь должны спешить и иметь много возможностей, где они «сидят».
Эта фрустрация запускает новое хиральное краевое состояние, которое имеет ряд удивительных характеристик. Например, если охладить квантовую материю в хиральном состоянии до абсолютного нуля, электроны замерзнут в предсказуемом узоре, а возникающие нейтральные по заряду частицы в этом состоянии будут все вращаться по часовой или против часовой стрелки.
Новое состояние материи может иметь потенциальные приложения в области квантовых вычислений и сверхпроводимости.
Источник: SecurityLab