Фізики зробили значний прорив у галузі квантової фізики, вперше вимірявши квантову геометрію електронів у твердих матеріалах. Цей прорив, опублікований у журналі Nature Physics, відкриває нові можливості для розуміння квантових явищ і розширює перспективи досліджень конденсованого стану речовини.
Про це розповідає ProIT
Новий підхід до квантової геометрії
Електрони традиційно вважаються частинками, але їх хвильова природа, характерна для квантового світу, дає змогу краще зрозуміти їх поведінку. Хвильові функції, які описують цю природу, показують ймовірність знаходження електрона у певному стані. Квантова геометрія досліджує складну просторову та хвильову поведінку електронів, що набувають форм, подібних до стрічок Мебіуса або пляшок Кляйна, у решітці атомів. Раніше фізики могли лише теоретично оцінювати цю геометрію без можливості прямих вимірювань.
Методика вимірювання квантового геометричного тензора
Щоб здійснити це досягнення, вчені з MIT, Корнельського університету та Національного університету Сеула розробили методику вимірювання квантового геометричного тензора (QGT), який кодує повну геометричну інформацію квантового стану. Застосовуючи техніку кутово-роздільної фотоелектронної спектроскопії, дослідники спрямовували фотони на кристали кобальто-олов’яного сплаву, щоб вибити електрони та аналізувати їх властивості, такі як поляризація, спін і кут. Це дали змогу вперше виміряти QGT у твердому матеріалі.
Зіставлення даних із теоретичними моделями підтвердило точність нового підходу. Це відкриття має суттєве значення для фізики конденсованого стану та матеріалознавства, де квантова геометрія відіграє вирішальну роль у розумінні квантових явищ, таких як надпровідність і дизайн квантових матеріалів.
“Методика відкриває експериментальний доступ до квантового геометричного тензора, що фундаментально характеризує геометричні властивості квантових станів. Простота й універсальність підходу надихне подальші дослідження квантової геометрії”.
Розроблений метод виходить за межі дослідженого сплаву, пропонуючи можливості для застосування до різних матеріалів. Це новаторський підхід, що дозволяє фізикам досліджувати квантові системи з безпрецедентною точністю, відкриваючи нові горизонти в експериментальній фізиці.
