HaberlerTeknoloji & Bilim

Bilim adamları, kuantum bilgisayarlar için aday materyallerde maddenin egzotik durumunun kanıtlarını buldular

5 Mins read
Bilim adamları, kuantum bilgisayarlar için aday materyallerde maddenin egzotik durumunun kanıtlarını buldular

Rutenyum triklorürün kristal yapısının rutenyum iyonları ve klor iyonlarından oluşan basit bal peteği örgüsünü gösteren bir çizimi. Klorun her rutenyum atomunun elektron spini etrafında oluşturduğu bükülmüş oktahedra birbirlerinin ayna görüntüleridir. Bu bükülme, bileşiğin olağandışı davranışının anahtarıdır ve bu, bir kuantum spin sıvısı örneği içerebileceğinin kanıtıdır. Kredi: Arkady Shekhter / Ulusal Yüksek Manyetik Alan Laboratuvarı’nın izniyle

Florida Eyalet Üniversitesi merkezli Ulusal Yüksek Manyetik Alan Laboratuvarı’nda çalışan bilim insanları, yeni bir teknik kullanarak, yarının kuantum bilgisayarları için bir yapı taşı olarak vaat eden bir madde durumu olan kuantum spin sıvısı için kanıt buldular.

Araştırmacılar, bileşikteki sözde elektron dönüşlerini incelerken heyecan verici davranışı keşfettiler. rutenyum triklorür. Bulguları bugün dergide yayınlandı Doğa Fiziği , elektron dönüşlerinin malzeme boyunca etkileşime girerek toplam enerjiyi etkili bir şekilde düşürdüğünü gösterin. Bu tür davranış – bir kuantum spin sıvısı– yüksek sıcaklıklarda ve yüksek manyetik alanlarda rutenyum triklorürde tespit edilmiştir.

İlk olarak 1973’te teorileştirilen spin sıvılar bir sır olarak kalır. Maddenin bu hali için umut verici işaretler gösteren bazı materyallere rağmen, varlığını kesin olarak doğrulamak son derece zordur. Bununla birlikte, bilim adamları, kuantum hesaplama gibi çeşitli uygulamalarda daha akıllı malzemelerin tasarımı için kullanılabileceklerine inandıkları için bunlara büyük ilgi var.

MagLab’ın darbeli saha tesisinde çalışan ve şu anda Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nde yardımcı doçent olan eski bir yüksek lisans öğrencisi olan fizikçi Kim Modic, bu çalışma rutenyum triklorürün bir spin sıvısı olduğu konusunda güçlü bir destek sağladığını söyledi.

Makalenin baş yazarı Modic, “Bu makalenin rutenyum triklorür hakkında yeni bir bakış açısı sağladığını ve spin sıvılarının imzalarını aramak için yeni bir yol gösterdiğini düşünüyorum” dedi.

Onlarca yıldır fizikçiler elektriği taşıyan ve elektronik, enerji ve diğer alanlardaki ilerlemelerin önünü açan bir elektronun yükünü kapsamlı bir şekilde incelediler. Ancak elektronların spin adı verilen bir özelliği de vardır. Bilim adamları teknoloji için elektronların spin yönünden de yararlanmak istiyorlar, ancak spinlerin evrensel davranışı henüz tam olarak anlaşılmadı.

Basit bir ifadeyle, elektronlar, bir tepe gibi, bir yöne yönlendirilmiş bir eksen üzerinde dönüyor olarak düşünülebilir. Manyetik malzemelerde, bu dönüşler aynı veya zıt yönlerde birbirleriyle hizalanır. Manyetik sıralama olarak adlandırılan bu davranış, sıcaklık veya manyetik alan tarafından indüklenebilir veya bastırılabilir. Manyetik düzen bastırıldığında, kuantum spin sıvıları gibi maddenin daha egzotik durumları ortaya çıkabilir.

Bir spin sıvısı arayışında, araştırma ekibi rutenyum triklorür üzerine odaklandı. Bal peteği benzeri yapısı, her bölgede bir dönüşe sahip, grafenin manyetik bir versiyonu gibi – yoğunlaştırılmış madde fiziğinde başka bir sıcak konu.

Makalenin yazarlarından biri olan MagLab fizikçisi Arkady Shekhter, “Ruthenium karbondan çok daha ağırdır, bu da dönüşler arasında güçlü etkileşimlere neden olur,” dedi.

Ekip, bu etkileşimlerin malzemedeki manyetik engellenmeyi artıracağını umuyordu. Bu, iki dönüşün çiftleştiği, üçüncüyü manyetik bir limboda bırakarak manyetik sıralamayı engelleyen bir tür “üçlü şirket” senaryosu. Ekip, bu hayal kırıklığının bir spin sıvı durumuna yol açabileceğini varsaydı. Verileri şüphelerini doğruladı.

Modic, “Düşük sıcaklıklarda ve uygulanan bir manyetik alan altında, rutenyum triklorür aradığımız davranışın işaretlerini gösteriyor gibi görünüyor,” dedi. “Dönüşler, yalnızca komşu dönüşlerin hizalanmasına bağlı olarak kendilerini yönlendirmiyor, daha çok, aralarında bir korelasyon korurken, dönen su molekülleri gibi dinamiktir.”

Bulgular, ekibin geliştirdiği rezonant torsiyon manyetometrisi adı verilen, yüksek manyetik alanlarda elektron dönüşlerinin davranışını hassas bir şekilde ölçen ve hakkında birçok yeni kavrayışa yol açabilen yeni bir teknikle sağlandı. manyetik malzemeler, Dedi Modic.

“Dünyanın heyecanını incelemek için gereken iş gücü tekniklerine veya analitik makinelere gerçekten sahip değiliz. elektron dönüşleri, şarj sistemleri için yaptığımız gibi, “dedi Modic.” Var olan yöntemler tipik olarak büyük örnek boyutları gerektirir ve bu da mevcut olmayabilir. Tekniğimiz oldukça hassastır ve küçük, hassas numuneler üzerinde çalışır. Bu, bu araştırma alanı için oyunun kurallarını değiştirebilir. “

Modic, bu tekniği doktora sonrası bir araştırmacı olarak geliştirdi ve daha sonra makalenin diğer bir ortak yazarı olan MagLab fizikçileri Shekhter ve Ross McDonald ile rutenyum triklorürü ölçmek için çalıştı. yüksek manyetik alanlar.

Teknikleri, rutenyum triklorür numunelerinin bir saç teli büyüklüğünde bir konsol üzerine monte edilmesini içeriyordu. Konsolun manyetik bir alanda titreştirilmesi için kuvars ayar çatalı (kuvars kristali saatdekine benzer şekilde) yeniden tasarlandı. Zamanı kesin olarak söylemek için kullanmak yerine, rutenyum triklorürdeki dönüşler ile uygulanan manyetik alan arasındaki etkileşimi incelemek için titreşim frekansını ölçtüler. Ulusal MagLab’de ölçümlerini iki güçlü mıknatıs içinde gerçekleştirdiler.

Modic, “Yaklaşımımızın güzelliği, ölçümlerimizi hem 35 tesla dirençli bir mıknatıs hem de 65 tesla darbeli alan mıknatısı ile gerçekleştirmemize olanak tanıyan nispeten basit bir kurulum olmasıdır” dedi.

Araştırmadaki bir sonraki adım, bu sistemi MagLab’ın dünya rekoru 100 tesla darbeli mıknatısında incelemek olacak.

Shekhter, “Manyetik alanın bu kadar yüksek olması, dönen sıvı halinin baskılanmasını doğrudan gözlemlememize izin vermeli, bu da bu bileşiğin iç işleyişi hakkında daha fazla şey öğrenmemize yardımcı olacaktır” dedi.


Nötronlar, bir kuantum spin sıvısının peşinde manyetik düzenin baskılanmasını ortaya koyuyor


Daha fazla bilgi:
KA Modic ve diğerleri, Yüksek manyetik alanlarda RuCl3’te Ölçekle değişmeyen manyetik anizotropi, Doğa Fiziği (2020). DOI: 10.1038 / s41567-020-1028-0

Tarafından sunulan
Florida Eyalet Üniversitesi


Alıntı: Bilim adamları, 5 Ekim 2020 tarihinde https://phys.org/news/2020-10-scientists-evidence-exotic-state-candidate adresinden alınan kuantum bilgisayarlar için aday materyalde (2020, 5 Ekim) egzotik madde durumuna ilişkin kanıtlar buldu. html

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacına yönelik herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin olmadan hiçbir bölümü çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.

Benzer Haberler
Haberler

CHP'nin 2021 asgari ücreti: 3 bin 100 lira

1 Mins read
Milyonlarca işçinin merakla beklediği 2021 yılı asgari ücret miktarı, Aile ve Çalışma Bakanı Zehra Zümrüt Selçuk tarafından açıklandı. Buna göre asgari…
Haberler

‘Genelge beni bağlamaz’ dedi 24 kez ceza yedi

1 Mins read
Zonguldak’ta tantunici Erkan Cinbir, iş yerine müşteri alınca polisle tartıştı. Dükkanına gelen polislere “Genelge beni bağlamaz” diyen Cinbir, “corona virüsü yok” diye…
HaberlerTeknoloji & Bilim

Gökbilimciler 591 yüksek hızlı yıldız keşfetti

1 Mins read
2005 yılında ilk yüksek hızlı yıldız keşfedildikten sonra, 15 yıl içinde 550’den fazla yıldız birden çok teleskopla keşfedildi. Çin Bilimler Akademisi Ulusal…
Power your team with InHype

Add some text to explain benefits of subscripton on your services.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir