المادة الكمومية المراوغة تبين أنها شيء أكثر غرابة: ScienceAlert

لعقود من الزمن، ظل العلماء يبحثون عن سوائل الدوران الكمومية (QSLs) – المواد التي يعتقد أنها تمتلك العديد من الخصائص الخاصة التي يمكن أن تطور قدراتنا فهم المغناطيسية والجهود المبذولة للتطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية.

وفي دراسة جديدة مادة يعتقد سابقا أن تكون QSL تحولت إلى شيء آخر. يشير هذا الاكتشاف إلى أننا بحاجة إلى إعادة التفكير في كيفية تقييمنا لمرشحي دوري نجوم قطر؛ كما يكشف أيضًا عن علامة تجارية جديدة غير كمومية حالة المادة.

ووفقا للفريق الدولي من الباحثين الذين قاموا بهذه الدراسة، فإن المادة، وهي سداسي ألومينات المغنيسيوم والسيريوم (CeMgAl)₁₁يا₁₉)، لديه بعض الخصائص الغريبة التي لم يسبق لها مثيل والتي يمكن أن تكون مفيدة للغاية، ولكنها غير مؤهلة لتكون QSL.

“تم تصنيف المادة على أنها سائل مغزلي كمي بسبب خاصيتين: مراقبة سلسلة متواصلة من الحالات ونقص الترتيب المغناطيسي” يقول الفيزيائي بن جاو، من جامعة رايس في الولايات المتحدة.

“لكن المراقبة الدقيقة للمادة أظهرت أن السبب الكامن وراء هذه الملاحظات لم يكن الطور السائل الكمي المغزلي.”

لقد فعل العلماء حتى الآن بحثت عن QSLs عن طريق تبريد المواد إلى درجات حرارة منخفضة للغاية والبحث عن هاتين الخاصيتين وهما CeMgAl₁₁يا₁₉ تمتلك: سلسلة غير واضحة من الدول و السلوك المغناطيسي الفوضوي الذي لا يتبع القواعد العادية.

على الرغم من أن هذه المواد (أو بشكل أكثر تحديدًا، المراحل المادية) قد تم وضعها نظريًا منذ فترة طويلة، وقد حقق العلماء بعض النجاح مع QSLs الاصطناعية هندستها في المختبر، لديهم لم يتم العثور عليها بعد أمثلة نهائية تحدث في الطبيعة.

ما CeMgAl₁₁يا₁₉ ما يظهر هو أن هاتين العلامتين التجاريتين “المنذرتين” لـ QSLs ليستا موثوقتين كما يعتقد الفيزيائيون.

باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات التي شملت كذاب الأشعة السينية والنيوترونات من المادة البلورية، وخفض درجة حرارتها، وتطبيق المجالات المغناطيسية، وجد الباحثون أن المادة لم تكن QSL على الإطلاق.

إن القوى المغناطيسية المتنافسة داخل المادة، بالإضافة إلى الترتيب غير المعتاد للذرات، كانت في الواقع تسبب تأثيرات تشبه QSL – لذلك بينما CeMgAl₁₁يا₁₉ يمكن استبعادها باعتبارها QSL، فهي لا تزال حالة مثيرة للاهتمام من المادة وهي جديدة على العلم.

“كنا مهتمين بهذه المادة التي تحتوي على مجموعة من الخصائص التي لم نرها من قبل” يقول الفيزيائي تونغ تشين، من جامعة رايس.

“لم يكن سائلًا كميًا مغزليًا، لكننا كنا نلاحظ ما اعتقدنا أنه سلوكيات مرتبطة بالسائل المغزلي الكمي.”

قد لا يبدو هذا ذا صلة خاصة بالحياة اليومية، ولكن هناك بعض الإنجازات الضخمة المحتملة المرتبطة بـ QSLs، خاصة في مجال الحوسبة الكمومية.

تعد هذه الأنظمة بقفزة هائلة من حيث قوة المعالجة، لكنها لا تزال بعيدة بعض الشيء عن أن تصبح حقيقة – على الأقل في أشكال محققة بالكامل ومفيدة خارج نطاق العالم. معايير المختبر.

من المعتقد أن QSLs يمكن أن تساعد في تحسين استقرار بقدر جهاز الكمبيوتر الأنظمة، والتي هي في شكلها الأولي الحالي هشة بشكل لا يصدق و عرضة للأخطاء. من المحتمل أن تجعل جسيمات QSL تخزين البيانات الكمومية أكثر مرونة.

إذا كان من الممكن تطوير أجهزة الكمبيوتر هذه وتحسينها، فهناك سبب وجيه للاعتقاد بأن تعزيز الأداء سيكون مفيدًا تغير المناخ النمذجة والتنبؤ بالطقس، اكتشافات المخدراتوأكثر من ذلك.

إن “الدوران” في QSL هو أمر بالغ الأهمية: فهو يشير إلى نوع معين من الزخم الذي يظهره الجسيم عندما يتحرك عبر حالة مغناطيسية. في QSL، يكون هذا الزخم مضطربًا بشكل ملحوظ، وفقًا للافتراضات الحالية.

من المؤكد أنه يتم إحراز تقدم في تحديد المرشحين QSL، على الرغم من أن ندرتها تجعل من الصعب تعقبها.

في حين سيكون هناك بعض خيبة الأمل أن CeMgAl₁₁يا₁₉ ليست QSL الأصلية الأولى لدينا، ومع ذلك فهي تحتوي على مجموعة رائعة من الخصائص – وستكون بمثابة معيار مفيد للعلماء الذين يحاولون العثور على هذه المواد المراوغة.

متعلق ب: الساعات الذرية يمكن أن تكشف عن الطبيعة الكمومية الخفية للوقت نفسه

“هذه حالة جديدة للمادة، على حد علمنا، نحن أول من وصفها” يقول الفيزيائي بينجتشنغ داي، من جامعة رايس.

“إنه يؤكد على أهمية المراقبة الدقيقة والتحقيق الشامل في بياناتك.”

وقد تم نشر البحث في تقدم العلوم.