Вченим вперше вдалося виміряти геометричну "форму", яку приймає самотній електрон, рухаючись крізь тверде тіло. Це відкриває абсолютно нові можливості для вивчення поведінки матеріалів на квантовому рівні.
Про це повідомляє Science Alert.
"Ми, по суті, розробили план для отримання абсолютно нової інформації, яку неможливо було отримати раніше", — сказав Ріккардо Комін із Массачусетського технологічного інституту (MIT).
Дослідження проводили Мінгу Кан (тепер у Корнельському університеті) і Сунджі Кім із Сеульського національного університету.
ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ: Вчені винайшли новий спосіб вимірювання часу
У класичній фізиці матерія поводиться передбачувано, але на квантовому рівні все набагато складніше — частинки мають хвильову природу, а їхнє місцезнаходження описується ймовірнісними моделями. Зазвичай електрони сприймають як крихітні кульки, однак вони скоріше нагадують хвилі, що можуть приймати різноманітні геометричні форми.
Щоб моделювати ці форми, фізики використовують хвильові функції. Геометрія квантового простору може бути схожою на сфери чи спіралі, а іноді — на складні об’єкти, як пляшка Клейна чи стрічка Мебіуса. Раніше дослідники могли лише припускати, якою є ця геометрія для електронів у твердих тілах.
Кан і його команда вирішили цю проблему, вимірявши квантово-геометричний тензор (QGT) — параметр, що містить повну інформацію про геометричні властивості квантового стану. Для цього вони використали метод кутової фотоемісійної спектроскопії: фотони вибивають електрони з матеріалу, дозволяючи дослідити їхню поляризацію, спін і траєкторію.
Випробування проводили на сплаві кобальту та олова — матеріалі типу "когоме", який має унікальні квантові властивості. Отримані дані підтвердили, що вимірювання QGT дозволяє точно реконструювати квантову геометрію електронів.
РЕКОМЕНДУЄМО: Науковці винайшли новий спосіб поєднати світло і звук
Метод виявився універсальним і придатним для інших матеріалів, що відкриває шлях до пошуку нових властивостей, зокрема, непередбачуваної надпровідності. За словами вчених, геометричний підхід до квантової механіки стає ключовим для багатьох сучасних досліджень у фізиці твердого тіла.
Як писав "Ми-Україна" раніше, змінені стани свідомості можуть спотворювати час, вчені пояснили, чому так відбувається.
