Fizikçiler, atomların kendiliğinden kuantum düzeyinde “dolanık” hale geldiği, önceden bilinmeyen bir faz geçişi türü keşfettiler. Dresden Teknoloji Üniversitesi’nin (TUD) basın servisi Nature dergisinde yayınlanan çalışmanın sonuçlarını açıkladı.
“Binlerce atom arasında görünmez kuantum bağlarının oluştuğu, önceden bilinmeyen bir kuantum faz geçişi biçimi keşfettik. Mecazi olarak konuşursak, kuantum “Schrödinger’in kedisi” geçmişte bilmediğimiz bir süreçte kürkünü tamamen değiştirdi.”, dedi TUD profesörü Matthias Vojta.
Kuantum dolaşıklığının varlığının binlerce deneyle kanıtlanmasına rağmen, fizikçiler bu olgunun tam olarak nasıl çalıştığını ve sınırlarının ne olduğunu hala tam olarak söyleyemezler. Onları aramak için bilim adamları, atomları, ışık parçacıklarını ve diğer nesneleri veya büyük mesafelerde bulunan tek tek nesneleri dolaştırmak için deneyler yaparlar.
Profesör Vojta ve meslektaşları, bu tür araştırmaları hızlandıracak ve aynı zamanda bilim adamlarının yeni tür kuantum teknolojileri yaratmalarına yardımcı olacak bir kuantum fenomeni keşfettiler. Bu keşfi, alışılmadık bir manyetik madde, bir lityum, flor ve holmiyum bileşiği (LiHoF4) ile deneyler sırasında yaptılar.
Fizikçilerin 25 yıl önce keşfettiği gibi, düşük ortam sıcaklıklarında, bu madde, üzerine zayıf manyetik alanlarla etki edilerek “manyetizasyon” yönü değiştirilebilen kendiliğinden bir ferromıknatıs gibi davranır. Aynı zamanda, bu alanların gücündeki kademeli bir artış, LiHoF4’ün aniden manyetik özelliklerini kaybetmesine neden olur.
Almanya’dan araştırmacılar, LiHoF4 içinde tek tek atomların kuantum özelliklerinin nasıl değiştiğini gözlemlerken, bu malzemenin olağandışı davranışının nedenlerinden birini ortaya çıkardılar. Bu deneylerin bir parçası olarak, bilim adamları malzemeyi mutlak sıfıra yakın bir sıcaklığa soğuttular ve tek tek atomların kuantum özelliklerinin ve tüm bileşiğin manyetik özelliklerinin bir bütün olarak dış manyetik alanların yönü ve gücündeki değişikliklerle nasıl değiştiğini izlediler. .
Ölçümler, harici bir manyetik alanın uygulanmasının, daha önce bilinmeyen bir tür faz geçişini, çok sayıda parçacığın özelliklerinde ve etkileşimlerinde keskin bir kendiliğinden değişikliği tetiklediğini gösterdi. Bu işlem sırasında, LiHoF4 kalınlığındaki binlerce atom kendiliğinden birbirine dolandı ve bu da bu malzemenin manyetik özelliklerinde değişikliklere yol açtı.
Fizikçilerin belirttiği gibi, lityum, florin ve holmiyum bileşiğinin bu özelliği, tam teşekküllü üç boyutlu bir uzayda çok sayıda nesne arasındaki kuantum etkileşimlerini incelemek için bu malzemenin kullanılmasına izin verir. Profesör Vojta ve meslektaşları, bunun, ekiplerinin ve diğer meslektaşlarının, kuantum dolaşıklığı olgusuna dayalı yeni kuantum teknolojileri yaratmasına izin vereceğini umuyor.