به گزارش ایسنا، این ماده که توسط پژوهشگران دانشگاه" هاروارد" ساخته شده است،" مایع اسپین کوانتومی"( quantum spin liquid) نام گرفته و میتواند در نهایت به بهبود رایانه های کوانتومی کمک کند.
برای آن که مواد مغناطیسی شوند، اسپین در آنها باید نظم بگیرد. اسپین از خاصیت های بنیادی ذرات زیراتمی است که معادل کلاسیک ندارد و یک خاصیت کوانتومی به شمار می آید. نزدیک ترین خاصیت کلاسیک به اسپین اندازه حرکت زاویه ای است. در شایع ترین مدل مغناطیس که به عنوان نمونه در درب یخچال قرار دارد، اسپین همه ی الکترون ها در ماده در یک جهت قرار دارد. سایر انواع مغناطیس نیز زمانی بوجود می آیند که اسپین الکترون های حاضر در همسایگی آنها به طور متناوب در الگویی شطرنجی تغییر کند ولی در سال ۱۹۷۳، فیلیپ اندرسون( Philip Anderson)، فیزیکدان، نظریه حالتی از ماده را مطرح کرد که" مایع اسپین کوانتومی" نام داشت و از قوانین ذکر شده تبعیت نمی کرد. هنگامی که این ماده سرد می شد به صورت جامد در نمی آمد و الکترون های آن به شکلی منظم تثبیت نمی شدند. در عوض الکترون ها دایماً در یک حالت کوانتومی پیچیده جابجا می شدند و با یکدیگر برهم کنش داشتند.
حالا جمعی از دانشمندان دانشگاه" هاروارد" موفق به ساخت و مشاهده" مایع اسپین کوانتومی" برای نخستین بار شده اند. آنها برای انجام این کار از شبیه سازهای کوانتومی قابل برنامه ریزی که چندین سال قبل ساخته بودند، استفاده کردند. این شبیه ساز با استفاده از لیزر ۲۱۹ اتم را در یک شبکه معلق می کند. ویژگی های این اتم ها را میتوان به دقت دستکاری کرد و اسپین الکترون های آنها را تغییر داد.
در این مطالعه، پژوهشگران اتم ها را در یک شبکه مثلثی مرتب کردند. در این حالت هر اتم دو همسایه بی واسطه دارد. یک جفت الکترون میتوانند در صورتی از نظر مغناطیسی تثبیت شوند که اسپین آنها متناوب یا هم جهت باشد ولی وجود عنصر سوم این تعادل را برهم می زند و" آهن ربای باطل"( frustrated magnet) تولید می کند که قادر به تثبیت نیست.
" مایع اسپین کوانتومی" به دست آمده چندین پدیده کوانتومی مفید از خود نشان داد. یکی از آنها درهم تنیدگی کوانتومی است. این پدیده زمانی رخ می دهد که الکترون ها در فاصله های گسترده برهم کنش می کنند و حتی اطلاعات را تله پورت می کنند. پدیده دیگری که این سیال نشان داد برهم نهی کوانتومی بود. در این پدیده اتم ها قادرند همزمان در چندین وضعیت قرار داشته باشند. این دو پدیده برای ساخت رایانه های کوانتومی که باید در برابر تداخل های خارجی مقاوم باشند، مفید است.
- 18
- 3
