Сегодня 31 августа 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Муравейник Шрёдингера: физики нашли квантовую запутанность в сантиметровом кристалле странного металла

Трудно провести границу между явлениями квантовой и классической физики, но всегда хочется сделать это поближе к человеческому восприятию мира. Квантовый мир проявляет сказочные свойства. Было бы заманчиво привнести из него что-то в окружающую человека среду. Поэтому учёные всеми силами стремятся проявить квантовые эффекты в макроскопических объектах, чтобы их без преувеличения можно было бы пощупать своими руками. И надежда на это появилась.

 Источник изображения: Vienna University of Technology

Источник изображения: Vienna University of Technology

Около 40 лет физики изучают так называемые странные металлы. Это настолько малоизученные вещества, что для них даже нет нормальной страницы в «Википедии». На ней только отсылка к ферми-жидкости, свойства которой странные металлы на самом деле не проявляют — в этом их отличие от обычных металлов. В общем случае их можно охарактеризовать как что-то среднее между диэлектриками и проводниками — свободные электроны уже есть, а свойства проводников ещё не проявились. Но также надо понимать, что все свои странности эти металлы (как правило это сплавы) проявляют при температурах вблизи абсолютного нуля.

Около двух лет назад выяснилось, что ток в странных металлах течёт неправильно. В обычных проводниках он переносится дробно в виде группового поведения квазичастиц — как бы всплесками. В странных металлах ток тёк без флуктуаций — плавно, словно вода в жёлобе. Новая работа, о которой мы поговорим ниже, возможно, нашла этому частичное объяснение. Но её ценность в другом — учёные впервые смогли обнаружить групповую квантовую запутанность в странных металлах, выявив ещё одно квантовое явление в довольно крупном куске условной «железки».

Работу провели исследователи из Венского технического университета (Vienna University of Technology). Они синтезировали сантиметровый кристалл Ce3Pd20Si6 из церия, палладия и кремния. Как и положено странным металлам, при низких температурах проявляется его нестандартное металлическое состояние. В отличие от обычного металла, где при низких температурах сопротивление ведёт себя по закону ферми-жидкости, у странных металлов оно часто меняется почти линейно с температурой.

Эксперимент провели на установке неупругого рассеяния нейтронов в Институте Лауэ — Ланжевена в Гренобле (ILL). Кристалл Ce3Pd20Si6 охлаждали до десятков милликельвинов и исследовали в магнитном поле около 1,73 Тл, направленном вдоль кристаллографической оси [001]. Облучение материала нейтронами выявило неожиданный эффект — вместо обычной передачи энергии от нейтрона одной частице с соответствующим откликом, система откликалась намного сильнее — как от группового воздействия. Это удалось выяснить при использовании квантовой информации Фишера — параметра в квантовой метрологии, который показывает, насколько сильна реакция системы состоящей из многих частиц.

«В обычном материале можно было бы ожидать, что нейтрон передаст свою энергию отдельной частице, — поясняют учёные. — Но, проанализировав данные с помощью квантовой информации Фишера, мы обнаружили отклик, который нельзя объяснить с точки зрения независимых частиц. Вместо этого он указывает на то, что группы из как минимум девяти квантово-запутанных объектов действуют коллективно». Иначе говоря, кристалл проявил свойства групповой квантовой запутанности внутри себя, обладая при этом внушительными даже по макромеркам размерами.

Относительно результатов эксперимента учёные пошутили, что от кошки Шрёдингера (в оригинале это кошка, а не кот) следует переходить к муравейнику Шрёдингера: тронул одного, возбудились девять запутанных с ним.

Также эксперимент позволяет увязать физику твёрдого тела с квантовой физикой и, наконец, объяснить языком квантовой информации странные металлы, пропажу квазичастиц (плавное течение тока, о чём сказано в начале) и линейное по отношению к температуре сопротивление.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
В недрах Марса обнаружилась массивная «тепловая аномалия» — возможно, это результат древнего космического ДТП 32 мин.
Никому ни слова: операторы ЦОД в США всё чаще заключают тайные соглашения в властями, прикрываясь NDA 2 ч.
TSMC намерена в 50 раз повысить производительность ИИ-систем — помогут 3D-чипы и кремниевая фотоника 3 ч.
G.Skill представила комплект Flare X5X DDR5-6000 с технологией разгона AMD EXPO ULL для систем на Ryzen 5 ч.
Очередная доставка астронавтов и космонавта на МКС задержится из-за технических проблем у корабля SpaceX Dragon 5 ч.
Поставщики облачных услуг в Бразилии возьмут на вооружение оптические диски Folio Photonics 6 ч.
Гибрид Xiaomi Skynomad N90 Max проехал в реальных условиях 1230 км без подзарядки и дозаправки 7 ч.
FPGA AMD Versal RF получат поддержку UCIe 1.1 7 ч.
Российские цены на оперативную память и SSD для серверов выросли вдвое — снижения цен пока не предвидится 7 ч.
Лиха беда начало: Longsys станет третьим китайским чипмейкером, который выйдет на биржу в этом году 10 ч.