Какво ще се случи, ако 4 електрона се обединят? Чисто ново състояние на материята
Преди близо 20 години откриватели предсказаха за път четворките електрони. Сега лабораторни опити демонстрират, че те в действителност съществуват и даже образуват ново положение на материята.
Технически видяно в тази ситуация приказваме за четворни фермиони – термин, отнасящ се до вида частици, които вземат участие, и метода, по който си взаимодействат една с друга. Сега, откакто учените откриват това положение, те ще се опитат да схванат по какъв начин биха могли да го употребяват.
При свръхпроводимостта, при която електрическото противодействие е нула, се нуждаем от чифт електрони (известни като купърова двойка), които да се слеят и кондензират. Нещо сходно се случва и с четирите електрона в това ново положение.
„ Вероятно ще са ни нужни много години, с цел да разберем изцяло това ново положение “, споделя теоретичният физик Игор Бабаев от Кралския софтуерен институт в Швеция, старши откривател в актуалното изследване. През 2004 година точно той предсказва съществуването на това положение на материята.
За да се образува тази четворка електрони, на частиците би трябвало да им се попречи да образуват двойки без никакво противодействие (както се случва при естествената свръхпроводимост). Дълго време учените смятаха, че това е невероятно.
Бабаев и сътрудниците му обаче вземат решение да употребяват основан на желязото свръхпроводим материал, наименуван Ba 1−x K x Fe 2 As 2 , който можете да видите на фотографията нагоре. Минали изследвания демонстрират, че той е кадърен да създаде някои много необикновени резултати. Те тестват електрическата проводимост на материала, както и разнообразни други негови свойства, при най-разнообразни температури.
Експериментите демонстрират доказателства за нарушаването на Т-симетрията – физична идея, която се характеризира с обръщането на ориентацията на посоката на времето.
„ В този случай обаче обръщането на времето при четирите фермиони, които се кондензират, довежда до образуването на ново положение “, добавя Бабаев.
Нещо повече – сливането не е сред два електрона (както при свръхпроводимостта), а сред обособените двойки.
Свръхпроводимостта се употребява на всички места – от квантовите компютри до ядрено-магнитния резонанс. Тепърва ни следва да намерим приложение на това ново положение на материята, наречено кватрична железна фаза BTRS (broken time-reversal symmetry).
Изследването е оповестено в Nature Physics.
Източник: Science Alert
