Khoa học

Phá vỡ: Phát hiện Trạng thái Vật chất Mới

Phá vỡ: Phát hiện Trạng thái Vật chất Mới

[Nguồn ảnh: Đại học Cambridge]

Theo trang web của Đại học Cambridge, một trạng thái hoàn toàn mới của vật chất đã được phát hiện trong một vật liệu hai chiều. Trạng thái này được gọi là chất lỏng spin lượng tử và nó khiến các electron vỡ ra thành nhiều mảnh. Trạng thái vật chất mới này rất bí ẩn vì trước đây người ta cho rằng các electron là khối cấu tạo không thể phân chia của tự nhiên. Trạng thái mới này đã được dự đoán cách đây bốn mươi năm nhưng vẫn chưa được quan sát cho đến nay. Các chất lỏng spin lượng tử được cho là đang ẩn trong một số vật liệu từ tính nhưng chúng chưa từng được các nhà nghiên cứu nhìn thấy trong tự nhiên trước đây. Nhóm các nhà nghiên cứu thực hiện khám phá đã đo các chỉ số đầu tiên của các hạt này, được gọi là fermion Majorana, trong một vật liệu giống graphene.

"Kết quả thí nghiệm của họ đã khớp thành công với một trong những mô hình lý thuyết chính cho chất lỏng spin lượng tử, được gọi là mô hình Kitaev. Kết quả được báo cáo trên tạp chí Vật liệu thiên nhiên. Việc quan sát được một trong những đặc tính hấp dẫn nhất của chúng - sự phân tách hay phân đoạn electron - trong vật liệu thực là một bước đột phá. Các fermion Majorana thu được có thể được sử dụng làm khối xây dựng của máy tính lượng tử, nhanh hơn nhiều so với các máy tính thông thường và có thể thực hiện các phép tính không thể thực hiện được. "- đại học Cambridge

Các đồng tác giả của Knolle và Kovrizhin, dẫn đầu bởi Tiến sĩ Arnab Banerjee và Tiến sĩ Stephen Nagler từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge ở Hoa Kỳ là những nhà nghiên cứu chịu trách nhiệm thực hiện các thí nghiệm dẫn đến việc phát hiện ra trạng thái vật chất mới bí ẩn này.

Trong vật liệu từ tính bình thường, các electron hoạt động giống như nam châm thanh cực nhỏ. Khi vật liệu này được làm nguội đến nhiệt độ thấp, các nam châm sẽ tự sắp xếp để tất cả các cực từ hướng về cùng một hướng. Nhưng trong một vật liệu có chứa trạng thái lỏng quay, ngay cả khi vật liệu đó được làm lạnh đến độ không tuyệt đối, các nam châm cực nhỏ vẫn không thẳng hàng. Thay vào đó, chúng tạo thành một biển vô định hình gây ra bởi các dao động lượng tử. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật tán xạ neutron để xác định vị trí tồn tại của trạng thái vật chất mới này. Họ có thể phát hiện trạng thái mới này bằng cách quan sát kiểu gợn sóng được tạo ra trên màn hình khi vật liệu bị phân tán.

[Nguồn ảnh: Vật liệu thiên nhiên]

Một trong những đồng tác giả của bài báo, Tiến sĩ Dmitry Kovrizhin nói rằng trước khi các thí nghiệm được thực hiện, ông thậm chí còn không biết các dấu hiệu của trạng thái lỏng spin lượng tử sẽ như thế nào. Tuy nhiên, giống như nhiều nhà khoa học, ông đã cung cấp khung giả thuyết cho một thí nghiệm như vậy bằng cách đặt ra câu hỏi, "Tôi sẽ quan sát điều gì nếu tôi nhìn thấy bằng chứng về một chất lỏng spin lượng tử?" Loại câu hỏi giả định này đã được nhóm của ông sử dụng trong quá khứ và được chứng minh là khá hữu ích. Kovrizhin tiếp tục nói, "Thật vui khi có một trạng thái lượng tử mới khác mà chúng ta chưa từng thấy trước đây - nó cho chúng ta những khả năng mới để thử những điều mới."

Để bắt kịp tốc độ trên Majorana fermion, hãy xem video dưới đây do những người có đầu óc Wikipedia tạo ra. Kênh YouTube này, được gọi là WikiAudio, là phiên bản âm thanh của Wikipedia và đang được tạo với mục đích giúp những người khiếm thị tiếp cận các lợi ích của Wikipedia qua âm thanh:

Leah Stephens là nhà văn, nghệ sĩ, nhà thử nghiệm và là người sáng lập Into The Raw. Theo dõi cô ấy trên Twitter hoặc Medium.

Do Leah Stephens viết kịch bản


Xem video: Tin Nóng Tối 119. KinhHoàng Phát Hiện Dị Vật Kỳ Bí Tại Đập Tam Hiệp. Hoảng Hồn (Tháng MườI Hai 2021).