Vědci pozorovali kvantovou anomálii v exotickém umělém materiálu  
Velmi exotická anomálie by mohla mít velmi praktické důsledky pro vývoj nové elektroniky.

 

Vědci pozorovali exotickou anomálii v umělém krystalu. Kredit: Robert Strasser, Kees Scherer; koláž: Michael Büker.
Vědci pozorovali exotickou anomálii v umělém krystalu. Kredit: Robert Strasser, Kees Scherer; koláž: Michael Büker.

Jestli má někdo patent na podivné a neintuitivní jevy, které se příčí běžnému chápání reality, tak to bude kvantová mechanika. Mrtvé a zároveň živé kočky představují jenom špičku ledovce. Kvantová mechanika si někdy dovede ošklivě zahrát se symetriemi, kterých si jinak fyzici nesmírně cení. Stává se, že zákony kvantové mechaniky zruší symetrii, která si pokojně funguje ve světě bez kvantové mechaniky. V některých případech to fyzikům přijde tak divné, že mluví o anomálii.

 

Johannes Gooth. Kredit: IBM Research.
Johannes Gooth. Kredit: IBM Research.

Kvantové anomálie nejsou žádné konspirační žvásty. Na ulici je ale obvykle nepotkáte. Za normálních okolností se jejich výskyt omezuje na extrémně vybavené laboratoře s mohutnými urychlovači, jako je například Velký hadronový srážeč v CERNu. To se teď ale změnilo.


Johannes Gooth z IBM Research a jeho tým ve svém průlomovém výzkumu, který se objevil v novém čísle časopisu Nature, pozorovali kvantovou anomálii ve Weylových polokovech (Weyl semimetals). Weylovy polokovy jsou krystaly, v nichž se jako excitované stavy o nízké energii objevují Weylovy fermiony. Tyto po mnohaletém úsilí nedávno objevené kvazičástice mají, na rozdíl od elektronů, nulovou hmotnost a řadu dalších zajímavých vlastností, které je předurčují pro využití v nových technologiích.

 

Schéma, které vysvětluje smíšenou anomálii. Jen pro odborníky. Kredit: IBM Research.
Schéma, které vysvětluje smíšenou anomálii. Jen pro odborníky. Kredit: IBM Research.

Weylovy polokovy připomínají 3D grafen. A nabízejí možnost pozorovat zvláštní fyzikální jevy za běžných podmínek. Elektrony se v nich totiž chovají dost podobně jako částice studované na výkonných urychlovačích částic. Gooth a jeho spolupracovníci použili Weylův polokov fosfid niobu (NbP) a pozorovali v něm smíšenou kalibračně gravitační anomálii (mixed axial–gravitational anomaly). Zní to nesmírně dobrodružně a ve fantazii čtenáře se možná již otevírají podivné gravitační portály. Taková anomálie to ve skutečnost není, i tak jde ale o velmi zajímavý úspěch, který by mohl mít praktické důsledky.

 

IBM Research.
IBM Research.

Gooth a spol. poprvé experimentálně ověřili velmi exotickou anomálii, o které se doposud vědci domnívali, že se může objevit pouze zakřivením prostoročasu. Jak se ale ukázalo, může se zjevit i v pozemské laboratoři. Pozorování zmíněné anomálie má nemalý význam pro naše chápaní vesmíru a mechanismů, které jsou v pozadí. Zároveň prý bude možné postavit nové typy zařízení, jak například tranzistory, které budou založené na této anomálii. Doposud jsme s něčím takovým nepočítali.


Podle nových výpočtů, vycházejících z teorie strun, je tato smíšená kalibračně gravitační anomálie rovněž zodpovědná za elektrický proud, který vzniká, když je určitý materiál zahříván a zároveň vystavený působení magnetického pole. Vědci IBM se netají tím, že by jejich průlomové pozorování mohlo vést k vývoji nových senzorů, přepínačů anebo třeba generátorů elektřiny.

Literatura
IBM Blog Research 19. 7. 2017, Nature 547: 324-327, Wikipedia (Mixed anomaly).

Datum: 25.07.2017
Tisk článku

PROTO hmota, display 36 ks - neuveden
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 40 Kč
cena: 30 Kč
PROTO hmota, display 36 ks
neuveden
Související články:

Trojrozměrný protějšek grafenu novou formou hmoty     Autor: Stanislav Mihulka (17.01.2014)
Tajuplné Weylovy ferminony s nulovou hmotností objeveny po 85 letech     Autor: Stanislav Mihulka (18.07.2015)
V exotickém materiálu mizí elektrony jako Alenka v králičí noře     Autor: Stanislav Mihulka (13.03.2016)



Diskuze:

Nature

Ivan Čech,2017-07-27 21:56:43

http://www.nature.com/news/big-bang-gravitational-effect-observed-in-lab-crystal-1.22338


http://translate.google.cz/translate?u=http%3A//www.nature.com/news/big-bang-gravitational-effect-observed-in-lab-crystal-1.22338&hl=cs&langpair=auto|cs&tbb=1&ie=UTF-8

Odpovědět

detaily

Peter Hrdlicka,2017-07-26 22:41:04

Z článku sme sa dozvedeli len že ide o jav podivný, zvláštny. Ale sme sa nedozvedeli, čo presne sa deje v tom kryštáli.

Odpovědět


Re: detaily

Radek Secka,2017-08-01 11:53:12

Jestli to dobre chapu: nesymetricke je to proto, ze tam vznikaji nejake castice casteji nez jejich anti- castice (tj. nesymetricky).
To jak si vznik nesymetrie vysvetluji, tj. jaka je pricina, ev. jake castice jsou nesymetricke, ev. kde jeste si mysli, ze by slo ve vesmiru neco podobneho najit, uda pojmenovani te nesymetrie.

Odpovědět

Libor Zak,2017-07-25 09:08:59

Věda naštěstí nezná okurkovou sezónu. Nejdříve pozorování Majoránova fermionu "andělské částice", která je sama sobě antičásticí a teď tato zpráva. Tam dole není jen spousta místa, ale i spousta objevů. :-)

Odpovědět


Re:

Ludvík Urban,2017-07-25 10:54:39

V tom čísle je toho víc. Osobně si cenním článku o topologii v částicové fyzice od Davide Castelvecchi...

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace