Nowy stan materii kwantowej

Ruch jest kluczem do opisu nowego kwantowego stanu materii. Gdy do półprzewodnika lub metalu przykłada się prąd elektryczny, elektrony znajdujące się w ich wnętrzu zwykle poruszają się powoli i w jednym kierunku. Nie dotyczy to jednego specjalnego rodzaju medium zwanego przewodnikiem balistycznym, w którym ruch jest szybszy i bardziej równomierny.

Nowe badanie pokazuje, jak w bardzo cienkich przewodnikach balistycznych elektrony się grupują, tworząc nowy stan kwantowi materii utworzonej wyłącznie z przyspieszających elektronów.

- Normalnie elektrony w półprzewodnikach lub metalach poruszają się i rozpraszają, a ostatecznie dryfują w jednym kierunku, jeżeli przyłoży się napięcie. Ale w przewodnikach balistycznych, elektrony poruszają się bardziej jak samochody na autostradzie. To odkrycie pokazuje, że kiedy elektrony są przyciągane, mogą tworzyć skupiska dwóch, trzech, czterech i pięciu cząsteczek, które dosłownie zachowują się jak nowe typu molekuł - powiedział fizyk Jeremy Levy z Uniwersytetu w Pittsburghu.

Opisany przewodnik balistyczny został wykonany z glinianu lantanu i tytanianu strontu. Kiedy naukowcy zmierzyli poziomy przewodnictwa, odkryli, że podążają za jednym z najbardziej znanych wzorców w matematyce - trójkątem Pascala. Wraz ze wzrostem przewodnictwa wzrósł on zgodnie ze wzorem pasującym do jednego z rzędów trójkąta Pascala, zgodnie z kolejnością 1, 3, 6, 10, itd.

Według naukowców, łączenie się elektronów jest podobne do tego, jak scalają się kwarki, tworząc neutrony i protony. Elektrony w nadprzewodnikach również mogą się łączyć w pary, aby koordynować swój ruch.

Nowe odkrycia mogą nauczyć nas więcej o stanie splątanym, co z kolei będzie oznaczać przełom w budowie komputerów kwantowych.