Selama bertahun-tahun, para pelajar telah mengetahui bahawa terdapat empat keadaan yang dapat dilihat: pepejal, cecair, gas dan plasma. Tetapi terima kasih kepada kerja oleh ahli fizik dari University of Cambridge dan Makmal Kebangsaan Oak Ridge, buku teks sains mungkin perlu dikemas kini dengan fasa perkara baru: "cecair kuantum spin."
Kandungan Terkait
- Carian untuk Elusive Neutrinos di Antartika Menjana Jumlah Besar Data
Selepas bertahun-tahun mencari, para penyelidik telah menemui bukti pertama yang dapat dilihat untuk keadaan sukar difahami, didokumenkan baru-baru ini dalam Bahan Alam. Berikut adalah tiga perkara yang perlu diketahui mengenai cecair spin kuantum:
Ia bukan cecair
"Cecair" dalam "cecair spin kuantum" adalah hampir salah faham. Tidak seperti cecair biasa seperti air, di sini perkataan sebenarnya merujuk kepada bagaimana elektron berperilaku di bawah keadaan tertentu yang jarang berlaku. Semua elektron mempunyai harta yang dikenali sebagai putaran dan boleh berputar atas atau ke bawah. Secara umum, sebagai suhu bahan menyejuk, elektronnya cenderung mula berputar ke arah yang sama. Bagaimanapun, bagi bahan-bahan dalam keadaan cecair kuantum kuantum, elektron-elektron tidak pernah menyelaraskan. Sebenarnya, mereka sebenarnya menjadi semakin terancam, walaupun pada suhu sifar mutlak, laporan Fiona MacDonald untuk Sains Alert . Ini sifatnya yang kacau, yang mengalir yang menggalakkan ahli fizik untuk menggambarkan keadaan sebagai "cecair."
Ia menjadikan elektron kelihatan berpecah
Setiap atom di alam semesta diperbuat daripada tiga zarah: proton, elektron dan neutron. Walaupun ahli fizik mendapati bahawa proton dan neutron terdiri daripada zarah yang lebih kecil yang dipanggil kuark, setakat ini elektron didapati tidak boleh dibahagikan. Walau bagaimanapun, kira-kira 40 tahun yang lalu, ahli fizik teoretis menegaskan bahawa dalam keadaan tertentu, elektron bahan-bahan tertentu boleh dilihat berpecah menjadi quasiparticles yang dipanggil "fana Majorana, " Sophie Bushwick menulis untuk Sains Popular .
Sekarang, elektron tidak akan terputus, mereka hanya bertindak seolah-olah mereka melakukannya. Tetapi apa yang sebenarnya pelik tentang fana Majorana adalah bahawa mereka dapat berinteraksi antara satu sama lain pada tahap kuantum seolah-olah mereka sebenarnya zarah. Harta ganjil ini adalah apa yang memberikan cecair kuantum kuantum mereka sifat tidak berurutan, kerana interaksi antara fana Majorana menyimpannya daripada menetap ke dalam struktur yang teratur, menulis Bushwick.
Tidak seperti bagaimana molekul air menjadi diperintahkan kerana ia membeku ke ais, penyejukan cecair spin kuantum tidak membawa kepada pengurangan gangguan.
Cecair spin kuantum dapat membantu mengembangkan komputer kuantum
Sebaiknya komputer moden boleh, semua operasi mereka merebus ke pengekodan maklumat sebagai urutan sifar dan yang lain. Komputer kuantum, sebaliknya, secara teorinya jauh lebih berkuasa dengan mengodkan maklumat menggunakan zarah subatomik yang boleh berputar di pelbagai arah. Itu boleh membolehkan komputer kuantum menjalankan banyak operasi pada masa yang sama, menjadikannya lebih pesat daripada komputer biasa. Menurut penulis kajian, fana Majorana dapat satu hari digunakan sebagai blok bangunan komputer kuantum dengan menggunakan quasiparticles berputar liar untuk melakukan pelbagai pengiraan pantas. Walaupun ini masih merupakan idea yang sangat teori, kemungkinan eksperimen masa depan menarik.
