Home » Știință » Descoperirea comportamentului cuantic la izolatori sugerează posibile noi particule

Descoperirea comportamentului cuantic la izolatori sugerează posibile noi particule

Descoperirea comportamentului cuantic la izolatori sugerează posibile noi particule
Credit foto: Kai Fu for the Wu Lab, Princeton University
Publicat: 18.01.2021

În urma unei descoperiri surprinzătoare, fizicienii de la Princeton au observat un comportament cuantic neașteptat într-un izolator fabricat dintr-un material numit diteluridă de tungsten.

Acest fenomen, cunoscut sub numele de oscilație cuantică, este de obicei observat în metale mai degrabă decât în ​​izolatori, iar descoperirea sa oferă noi perspective asupra înțelegerii noastre despre lumea cuantică, conform Phys.

Descoperirile sugerează, de asemenea, existența unui tip cu totul nou de particule cuantice. În teoria cuantică stabilită a materialelor, izolatorii nu au fost considerați capabili să experimenteze oscilații cuantice, până acum.

Dacă interpretările noastre sunt corecte, vedem o formă fundamental nouă de materie cuantică. Acum ne imaginăm o lume cuantică complet nouă ascunsă în izolatoare”, a spus Sanfeng Wu, profesor asistent de fizică la Universitatea Princeton, SUA, și autorul principal al unei lucrări recente din publicația Nature care detaliază această nouă descoperire.

Ce se știa până acum despre oscilațiile cuantice din metale și izolatori

Observarea oscilațiilor cuantice a fost considerată multă vreme un semn distinctiv al diferenței dintre metale și izolatori. În metale, electronii sunt foarte mobili, iar rezistivitatea – rezistența la conducerea electrică – este slabă. Cu aproape un secol în urmă, cercetătorii au observat că un câmp magnetic, cuplat cu temperaturi foarte scăzute, poate determina trecerea electronilor de la o stare „clasică” la o stare cuantică, provocând oscilații în rezistivitatea metalului.

La izolatori, în schimb, electronii nu se pot mișca și materialele au o rezistivitate foarte mare, așa că nu se așteaptă să apară astfel de oscilații cuantice, indiferent de puterea câmpului magnetic aplicat.

Descoperirea a fost făcută atunci când cercetătorii studiau un material numit ditelurid de tungsten, pe care l-au transformat într-un material bidimensional. Au pregătit materialul folosind bandă scotch standard pentru a exfolia din ce în ce mai mult, sau pentru a „rade” straturile până la ceea ce se numește monostrat – un singur strat subțire de atom.

Ditelurida groasă de tungsten se comportă ca un metal. Dar odată ce este transformat într-un monostrat, devine un izolator foarte puternic. „Acest material are o mulțime de proprietăți cuantice speciale”, a mai spus Wu.

Ce rezultat au obținut oamenii de știință, în urma testelor

Cercetătorii s-au apucat apoi să măsoare rezistivitatea diteluridei de tungsten monostrat sub câmpuri magnetice. Spre surprinderea lor, rezistivitatea izolatorului, în ciuda faptului că este destul de mare, a început să oscileze pe măsură ce câmpul magnetic a crescut, indicând trecerea într-o stare cuantică.

De fapt, materialul – un izolator foarte puternic – prezenta cea mai remarcabilă proprietate cuantică a unui metal. „Aceasta a fost o surpriză totală”, a spus Wu. „Ne-am întrebat ce se întâmplă aici. Încă nu înțelegem pe deplin”. Wu a subliniat că nu există teorii actuale care să explice acest fenomen.

Vă invităm să citiți și:

Cel mai mic meci de Go a avut loc la scară cuantică

Oamenii de știință au reușit teleportarea cuantică folosind o teorie a lui Albert Einstein

Un nou succes pentru tehnologia cuantică. Cercetătorii au reuşit să creeze qubiţi funcţionali la temperatura camerei

Fizica cuantică loveşte din nou. Nu există o realitate obiectivă

Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Cercetătorii au găsit microplastice în cheagurile de sânge din inimă, creier și picioare
Cercetătorii au găsit microplastice în cheagurile de sânge din inimă, creier și picioare
Top 10 cele mai atractive țări din lume pentru turism
Top 10 cele mai atractive țări din lume pentru turism
Apa topită cauzează fracturarea gheții din Antarctica, au descoperit cercetătorii
Apa topită cauzează fracturarea gheții din Antarctica, au descoperit cercetătorii
Statuile de pe Insula Paștelui riscă să fie „pierdute” pentru totdeauna
Statuile de pe Insula Paștelui riscă să fie „pierdute” pentru totdeauna
Susan Buffett, prima soție a unuia dintre cei mai bogați oameni din lume. Confidentă și prietenă pe viață a lui Warren Buffett
Susan Buffett, prima soție a unuia dintre cei mai bogați oameni din lume. Confidentă și prietenă pe viață a lui Warren ...
Cum reducem amprenta de carbon digitală?
Cum reducem amprenta de carbon digitală?
Oamenii care locuiesc în apropiere de spații verzi au un psihic mai sănătos
Oamenii care locuiesc în apropiere de spații verzi au un psihic mai sănătos
Test de cultură generală. Cui aparțin toți urșii panda din lume?
Test de cultură generală. Cui aparțin toți urșii panda din lume?
Un sistem stelar triplu asemenea unei bijuterii cosmice, observat cu Telescopul Hubble
Un sistem stelar triplu asemenea unei bijuterii cosmice, observat cu Telescopul Hubble
Jaf la drumul mare… de avocado! S-a întâmplat pe o autostradă din Mexic
Jaf la drumul mare… de avocado! S-a întâmplat pe o autostradă din Mexic
Ce dietă este recomandată pentru bărbații diagnosticați cu cancer de prostată?
Ce dietă este recomandată pentru bărbații diagnosticați cu cancer de prostată?
Au mâncat carne de urs, iar apoi au fost diagnosticați cu viermi rotunzi
Au mâncat carne de urs, iar apoi au fost diagnosticați cu viermi rotunzi
A reuşit ce niciun alt domnitor român nu izbutise până atunci. Momentul care a marcat pentru totdeauna istoria României
A reuşit ce niciun alt domnitor român nu izbutise până atunci. Momentul care a marcat pentru totdeauna istoria României
Peste jumătate dintre răspunsurile ChatGPT sunt greșite, arată un studiu
Peste jumătate dintre răspunsurile ChatGPT sunt greșite, arată un studiu
Descoperirea care „schimbă regulile jocului” în lupta împotriva cancerului de sân
Descoperirea care „schimbă regulile jocului” în lupta împotriva cancerului de sân
La cât se așteaptă specialiștii că va ajunge preţul cuprului?
La cât se așteaptă specialiștii că va ajunge preţul cuprului?
Michael Richards, celebrul „Kramer” din Seinfeld, vorbește pentru prima oară despre viața personală
Michael Richards, celebrul „Kramer” din Seinfeld, vorbește pentru prima oară despre viața personală
Ceaușescu și cocoșii de munte. „Cine îl putea opri să nu comită şi această faptă abominabilă?”
Ceaușescu și cocoșii de munte. „Cine îl putea opri să nu comită şi această faptă abominabilă?”