Новое состояние вещества было обнаружено группой ученых из США и Китая. Исследователи обнаружили скрытое состояние в крошечном масштабе, выходящем далеко за рамки классического твердого, жидкого и газообразного.
Исследование Массачусетского университета в Амхерсте было опубликовано в журнале Nature на прошлой неделе. Новое состояние было названо жидким бозе-киралом, и, как и следовало ожидать, его достижение представляет собой нечто гораздо более сложное, чем то, к чему мы привыкли.
Базовую жидкость можно увидеть только в месте, называемом «фрустрированной квантовой системой». По сути, крошечное место, где частицы не взаимодействуют так, как обычно, из-за ограничений.
Эти ограничения порождают название «разочарованный». В данном случае разочарованы электроны, которые, по словам ученых, играют своего рода «музыкальные стулья» в этой проектируемой вселенной.
«Вместо того, чтобы у каждого электрона был стул, на который можно было бы пойти, теперь они должны двигаться и иметь много возможностей, где сесть», — сказал Тигран Седракян, один из профессоров, участвовавших в исследовании.
Читать далее:
Как появилось государство?
Обычно частицы в любой системе сталкиваются друг с другом и при этом вызывают предсказуемые эффекты, такие как бильярдные шары, отскакивающие друг от друга и реагирующие по предсказуемой схеме. Другими словами, эффекты и частицы коррелируют.
Фото: Тигран Седракян
Но в фрустрированной квантовой системе есть бесконечные возможности, возникающие в результате взаимодействия частиц — например, бильярдный шар левитирует или сжимается до невозможного угла — и некоторые из этих бесконечных возможностей могут привести к новым квантовым состояниям.
«Вы найдете квантовые состояния материи далеко от этих периферий, — говорит Седракян, — и они гораздо более дикие, чем три классических состояния, с которыми мы сталкиваемся в нашей повседневной жизни».
Фрустрированная система дает новые возможности состояния, а «жидкое киральное ребро» дало удивительные результаты. Например, если вы охладите квантовую материю в хиральном состоянии до абсолютного нуля, электроны замерзнут по предсказуемой схеме, а частицы с нейтральным зарядом, возникающие в этом состоянии, будут вращаться по часовой стрелке или против часовой стрелки.
Даже если вы врежете другую частицу в один из этих электронов или введете магнитное поле, вы не сможете изменить его спин.
Это особое состояние очень трудно наблюдать, поэтому оно все это время было «спрятано».