Физики совершили значительный прорыв в области квантовой физики, впервые измерив квантовую геометрию электронов в твердых материалах. Этот прорыв, опубликованный в журнале Nature Physics, открывает новые возможности понимания квантовых явлений и расширяет перспективы исследований конденсированного состояния вещества.
Об этом сообщает ProIT
Новый подход к квантовой геометрии
Электроны традиционно считаются частицами, но их волновая природа, характерная для квантового мира, позволяет лучше понять их поведение. Волновые функции, описывающие эту природу, показывают возможность нахождения электрона в определенном состоянии. Квантовая геометрия исследует сложное пространственное и волновое поведение электронов, принимающих формы, подобные лентам Мебиуса или бутылкам Кляйна, в решетке атомов. Раньше физики могли лишь теоретически оценивать эту геометрию без прямых измерений.
Методика измерения квантового геометрического тензора
Чтобы осуществить это достижение, ученые из MIT, Корнельского университета и Национального университета Сеула разработали методику измерения квантового геометрического тензора (QGT), кодирующего полную геометрическую информацию квантового состояния. Используя технику угловой фотоэлектронной спектроскопии, исследователи направляли фотоны на кристаллы кобальто-оловянного сплава, чтобы выбить электроны и анализировать их свойства, такие как поляризация, спин и угол. Это позволило впервые измерить QGT в твердом материале.
Сопоставление данных с теоретическими моделями подтвердило точность нового подхода. Это открытие имеет существенное значение для физики конденсированного состояния и материаловедения, где квантовая геометрия играет решающую роль в понимании квантовых явлений, таких как сверхпроводимость и дизайн квантовых материалов.
"Методика открывает экспериментальный доступ к квантовому геометрическому тензору, что фундаментально характеризует геометрические свойства квантовых состояний. Простота и универсальность подхода вдохновит дальнейшие исследования квантовой геометрии".
Разработанный метод выходит за пределы исследованного сплава, предлагая возможности для применения к разным материалам. Это новаторский подход, позволяющий физикам изучить квантовые системы с беспрецедентной точностью, открывая новые горизонты в экспериментальной физике.
