Исследовательская группа из Национальной лаборатории Ок-Ридж американского Министерства энергетики при помощи сложных методов рассеивания нейтронов смогла обнаружить в среде условно двухмерного материала "неуловимое" квантовое состояние материи, называемое амплитудным состоянием Хиггса (Higgs amplitude mode). Материя в этом состоянии родственна материи, состоящей из бозонов Хиггса, легендарной элементарной частицы, существование которой было обосновано теоретически в 1960-х годах и которая была обнаружена только в 2012 году.

Амплитудное состояние Хиггса - это особый вид коллективного поведения частиц материи, взаимодействующих на квантовом уровне. А изучение этого состояния может дать в руки ученых множество новой информации, затрагивающей вопросы формирования в материи квазичастиц различных типов. А с практической точки зрения полученная информация позволит использовать экзотические квантовые эффекты в некоторых передовых технологиях, в спинтронике, к примеру.

Для обнаружения амплитудного состояния Хиггса в материи исследователи использовали метод, отличающийся от тех, которые применялись во время предыдущих попыток. В качестве объекта изучения был выбран кристалл бромида меди из-за того, что ионы меди являются идеальными инструментами для изучения квантовых эффектов. А для усиления квантовых эффектов образцы исследуемого материала были заморожены до температуры в 1.4 Кельвина.



После охлаждения материала исследователи очень долго подбирали условия эксперимента, при которых состояние квантовых частиц не приблизилось к фазе, расположенной в районе так называемой квантовой критической точки, места, в котором квантовые эффекты проявляются с максимальной степенью и распространяются в материале на максимальную длину, предоставляя ученым возможность наблюдать за этими эффектами.

Затем материал был подвергнут облучению нейтронами, полученными при помощи источника High Flux Isotope Reactor. А рассеивание нейтронов в среде исследуемого материала позволило ученым увидеть стабильное амплитудное состояние Хиггса, в котором материя находилась в течение всего эксперимента. Данные, полученные в ходе эксперимента, обеспечат новые возможности для проникновения в суть некоторых фундаментальных физических теорий, определяющих некоторые экзотические состояния материи, включая сверхпроводимость, волновое распространение плотности электрических зарядов и антиферромагнетизм.



Ключевые слова:
Нейтрон, Рассеивание, Квантовое, Состояние, Амплитуда, Хиггса, Частица, Ион, Медь, Температура

Первоисточник

Другие новости по теме:

Ученые обнаружили новое состояние материи, проявляющееся в двумерных материалах

Исследования свойств графена могут помочь физикам проникнуть в тайны бозона Хиггса.

Ученые CERN, работающие на БАК, впервые открыли новую элементарную частицу.

Ученые обнаружили квантовый аналог жидких кристаллов

Ученые, используя мощный рентгеновский лазер, открыли еще одно состояние материи.

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.