Kuantum Dolanıklık Dalgaları İlk Kez Tespit Edildi
Özel bir yapay malzemede dolaşık elektronlardan oluşan bir kuasipartikül yaratıldı.
Araştırmacılar ilk kez, dolanık elektronlar arasında oluşan bir yarı parçacık olan triplonların davranışını izleyebildiler. Bu parçacıkları incelemek çok zordur ve geleneksel manyetik malzemelerde oluşmazlar. Şimdi, araştırmacılar gerçek uzay ölçümlerini kullanarak ilk kez onları tespit edebildiler.
Yarı parçacıklar gerçek parçacıklar değildir. Belirli etkileşimlerde oluşurlar, ancak bu etkileşim sürdüğü sürece bir parçacık gibi davranırlar. Bu durumda etkileşim iki elektronun dolanıklığıdır. Bu çift tekli durumda ya da üçlü durumda dolanık olabilir ve triplon ikinci etkileşimden kaynaklanır.
Ekip ilk etapta triplonu elde etmek için kobalt-ftalosiyanin adı verilen küçük organik molekülleri kullandı. Bu molekülü ilginç kılan şey, bir sınır elektronuna sahip olması. Şimdi, silahşör bir parçacık hayal etmeyin – sınır elektronu basitçe en yüksek enerjili işgal edilmiş orbitaldeki bir elektrondur.
Ekip bu molekülleri çok küçük bir alana paketledi ve bu da sınır elektronlarını birlikte etkileşime girmeye zorladı. Ekip, dışarıdan bakıldığında elektronların ortak davranışını görebiliyor, çünkü bir triplon gibi hareket ediyorlar.
Aalto Üniversitesi’nden çalışma yazarı Robert Drost yaptığı açıklamada, “Çok basit moleküler yapı taşları kullanarak, bu karmaşık kuantum mıknatısını daha önce hiç yapılmamış bir şekilde tasarlayıp inceleyebiliyoruz ve bağımsız parçalarında bulunmayan fenomenleri ortaya çıkarabiliyoruz” dedi. “İzole atomlardaki manyetik uyarımlar uzun zamandır taramalı tünelleme spektroskopisi kullanılarak gözlemlenirken, yayılan triplonlarla bu hiç başarılamamıştı.”
Bu tür kuasipartiküllerin akıllı düzenekler tarafından yaratılması gerekir. Bunları doğal bileşiklerde bulamazsınız, bu nedenle içinde kuasipartiküllerin ortaya çıkabileceği ve aynı zamanda ölçülebilecek şekilde etkileşime girebileceği yapay malzemeler geliştirmek gerekir.
“Bu malzemeler çok karmaşık. Size çok heyecan verici fizik sunarlar, ancak en egzotik olanları bulmak ve incelemek de zordur. Bu nedenle, burada tek tek bileşenleri kullanarak yapay bir malzeme inşa ederek farklı bir yaklaşım deniyoruz,” diye ekliyor Aalto Üniversitesi Atomik Ölçek fiziği araştırma grubu başkanı Profesör Peter Liljeroth.
Ekip, kobalt-ftalosiyanin moleküllerini bu şekilde bir araya getirerek yapay bir malzeme yarattı. Yine de, malzemelere göre bu oldukça basitti, bu yüzden karmaşıklığı artırdılar. Çalışma, triplonların moleküler ağları geçebildiğini gösterdi. Bunun içinde hareket eden dolaşıklık dalgaları vardı ve bunlar ölçülebiliyordu.
“Yapay bir malzemede egzotik bir kuantum manyetik uyarımı yaratabileceğimizi gösterdik. Bu strateji, kuantum teknolojilerinde yeni olasılıkların önünü açan malzeme platformlarını rasyonel bir şekilde tasarlayabileceğimizi gösteriyor,” diye ekliyor yine Aalto Üniversitesi’nden çalışma yazarı Yardımcı Doçent Jose Lado.
Kaynak: https://www.iflscience.com
Derleyen: Figen Berber
350 Yıllık Bir Teorem Işığın Kuantum Özelliklerini Açıklıyor