Kvant dünyasının yeni üzləri

Columbia Universitetinin alimləri, kvant materiallarında 12-dən çox yeni kvant halını aşkar etdilər. Bu kəşf, 'kvant zooparkı' adlandırılan fenomenə yeni 'növlər' əlavə edərək, kvant mexanikasının dərinliklərinə yeni bir pəncərə açır. Tədqiqatın rəhbəri, Nanoscience üzrə Howard Family professoru Xiaoyang Zhu, 'Bəzi halları ilk dəfə gördük və bu qədərini gözləmirdik' deyə bildirib.

Texnologiyanı dəyişdirəcək kəşf

Bu yeni aşkar olunan kvant halları, topoloji kvant kompüterlərinin yaradılmasında istifadə oluna bilər. Topoloji kvant kompüterləri, mövcud kvant kompüterlərindəki səhvləri aradan qaldırmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur. Ənənəvi kvant kompüterləri superkeçirici materiallardan hazırlanır və maqnitlər tərəfindən pozula bilər. Lakin Zhu və komandası, maqnitlərə ehtiyac olmadan, bükülmüş molibden ditellurid adlı xüsusi material vasitəsilə bu halları yarada bilib.

Kvant tarixinin izləri

Bu fenomen, 1879-cu ildə aşkar edilmiş klassik Hall effektinə bağlı ola bilər. Kvant mexanikasının ultrasoğuk temperaturda və iki ölçülü mühitdə təsirləri ilə elektronların davranışı 'kvantlaşır' və addımlarla dəyişir. Nobel mükafatı laureatı Horst Stormer, bu 'fraksiyalı kvant Hall effekti'ni izah edərək, elektronların birgə hərəkəti ilə yeni hissəciklərin yarandığını vurğulamışdı.

Maqnit olmadan kvant halları

2023-cü ildə Washington Universitetindən fizik Xiaodong Xu, bükülmüş molibden ditellurid qatlarında maqnit olmadan fraksiyalı kvant Hall effekti aşkar etmişdi. Bu kəşf, Columbia Universiteti və digər tədqiqat mərkəzlərinin dəstəyi ilə mümkün oldu. İndi Zhu və komandası bu materialda daha çox halları aşkar edərək kvant dünyasını genişləndiriblər.

Moiré materiallarının sirri

Proqramlaşdırıla bilən kvant materialları üzərində işləyən ProQM komandası, Moiré materiallarının xüsusiyyətlərini araşdırır. Bu materiallar, atom incəliyində qatların bir-birinə nisbətən bükülməsi ilə xüsusi bir bal pətəyi naxışı yaradır. Bu naxış, elektronların bir-birinə bağlanmasını və fraksiyalı kvant Hall yüklərinin yaranmasını təşviq edir.

Yeni texnika ilə kəşf

Columbia Universitetindən Yiping Wang və Simons Fellow Eric Arsenault, yeni kəşf olunan halları aşkar etmək üçün 'pompa-prob spektroskopiyası' adlı texnikadan istifadə etdilər. Bu texnika, materialdakı kvant halları əridib yenidən yaranmasını izləyərək, onların enerjisini ölçür. Zhu, bu üsulun kvant halları aşkar etmək üçün ən həssas texnika olduğunu vurğulayıb.

Gələcək perspektivlər

Bu kəşf, kvant mexanikasının yeni bir ölçüsünü açır. Wang, 'Sanki zaman adlı yeni bir ölçüyə daxil olmuşuq. Bu halları tarazlıqdan çıxardıqca bizi daha çox təəccübləndirir' deyə bildirib. Zhu, bu nəticələrin digər alimləri də araşdırmaya həvəsləndirəcəyinə ümid edir.

Kvant dünyası, insan ağlını heyrətləndirməkdən heç vaxt vaz keçmir.