Sciencemag.cz
Doporučujeme
Fyzikové vytvořili první dvojrozměrnou verzi Boseho skla, nové fáze hmoty, která údajně „zpochybňuje statistickou mechaniku“.
Boseho sklo má některé vlastnosti skla a všechny částice jsou v něm lokalizovány. To znamená, že žádná částice v systému se nemísí se svými sousedy. Kdyby byla káva lokalizovaná, pak by při míchání mléka do kafe navždy zůstal složitý vzor černých a bílých pruhů.
Novou fázi hmoty vědci získali tak, že překryli několik laserových paprsků a vytvořili kvaziperiodický vzor – tedy vzor, který je uspořádaný na dlouhé vzdálenosti jako běžný krystal, ale není periodický – podobě jako Penroseova dláždění. Když se výsledná struktura naplnila ultrachladnými atomy, vzniklo Boseho sklo.
Hlavní autor studie Ulrich Schneider z Cavendishovy laboratoře na Cambridgeské univerzitě uvádí možné využití této fáze hmoty pro kvantové počítání. Protože lokalizovaný systém by se nemíchal s okolím, kvantová informace uložená v takovém systému by se uchovala mnohem déle (méně pravděpodobně by docházelo k dekoherenci, zhroucení kvantových vlastností systému; qubity v současných kvantových počítačích jsou velmi nestabilní, prováděný algoritmus dříve či později zhavaruje).
Při experimentu vědci také pozorovali překvapivě prudký fázový přechod z Boseho skla do supratekutého stavu (supratekutina má nulovou viskozitu, „proudí bez odporu“), podobně jako když při zvýšení teploty taje led. Souvislost obou těchto stavů hmoty, navíc ještě s tzv. Mottovými izolátory (stav, kdy elektron-elektronové interakce zcela brání přeskokům elektronů mezi atomy; „divné izolanty, které by podle pásové teorie měly být vodiči“), předpokládá obecný Boseho-Hubbardův model.
Příklad Penroseova dláždění. Kredit: Many-body Quantum Dynamics Lab / Cavendish Laboratory
Ulrich Schneider, Observing the two-dimensional Bose glass in an optical quasicrystal, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07875-2. www.nature.com/articles/s41586-024-07875-2
Zdroj: University of Cambridge / Phys.org, přeloženo / zkráceno
Poznámka PH: No, rozumím z toho skoro jen tomu Penroseově dláždění a supratekutosti…
Já už nerozumím ničemu…