Bilim İnsanları Bu 'Egzotik' Kagome Metalde Gizemli 'Zamanın Tersine Dönen Simetri Kırılmasına' İlişkin Yeni Kanıtlar Ortaya Çıkardı

Fizikçiler Alışılmadık bir malzeme sınıfında gizemli bir kuantum durumu için yeni kanıtların keşfini, bu sistemlerin nasıl geçiş yaptığına dair uzun süredir devam eden bir tartışmayı aydınlatabilecek bulgularla rapor edin. süperiletkenlik.

Fizikte, simetri kırılması Simetrik bir durumun başlangıçtaki düzensizlik durumundan daha düzenli bir duruma dönüştüğü, ancak artık daha az simetriye sahip olduğu süreçleri ifade eder.

Yeni araştırma bulguları şunu ortaya koyuyor: zamanın tersine çevrilmesi simetrisiDoğadaki temel bir simetri türü olan simetrinin, önceden bilinenden çok daha yüksek sıcaklıklarda bozulduğu görülüyor.

Araştırma, yakın zamanda yayınlanan bir çalışmada ayrıntılı olarak açıklandı. Doğa Fiziği.

Gizemli Kagome Metalleri

Kore İleri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'ndeki bir ekibin liderliğindeki uluslararası bir araştırmacı ekibi, çalışmalarında kagome metalleri olarak bilinen, benzersiz niteliklere sahip çeşitli ferromanyetik kuantum malzemelerine odaklandı.

Araştırmacılar, çalışmaları için Sezyum Vanadyum Antimonid (CsV₃Sb₅) adı verilen özel bir kagome metali kullandılar. ilk kez 2021'de keşfedilen yeni bir malzeme UC Santa Barbara'nın NSF Quantum Foundry'sindeki araştırmacılar tarafından.

Araştırmacılar, aday süperiletken olarak kabul edilen malzeme ile yapılan deneyler sırasında CsV₃Sb₅'nin, daha önce tanınandan önemli ölçüde daha yüksek sıcaklıklarda zamanın tersine çevrilmesi simetrisinin bozulduğuna dair belirtiler gösterdiğini buldu.

Bu önemlidir, çünkü fizikçilerin döngü akımı düzeni adını verdikleri, bir malzeme boyunca elektronların dolaşımının kalıcı mikroskobik döngüler halinde meydana geldiği bir durumu tanımlayan, anlaşılması zor bir olguyu akla getirmektedir.

Bir Sinyal Ortaya Çıkıyor

Ekip, gelişmiş bir fotoemisyon tekniği kullanarak, elektronların dairesel polarize ışığa tepki verme biçimindeki ince farklılıkları ortaya çıkarmayı başardı; bu, ışık dalgası yayılırken bir daire içinde dönen ve her dalga boyu için bir tam dönüşe eşit olan bir elektrik alanı vektörü kullanılarak üretilen ışıktır.

Ekibin ölçümlerine dayanarak, zamanın tersine dönmesi simetrisinin kırılma durumuyla tutarlı olduğunu söyledikleri farklı bir sinyal ortaya çıktı; bu da onların gözlemlerinin, elektronların kendiliğinden mikroskobik dalga benzeri oluşumlar üstlendiği, döngü akımı düzeni olarak bilinen maddenin egzotik kuantum durumu için bugüne kadarki en iyi deneysel kanıtı sağlayabildiği anlamına geliyor.

Kagome metallerinde döngü akımı düzeni oldu devam eden bir çalışma alanı fizikçiler için ve ekibin yeni bulguları şimdiye kadar ortaya çıkarılan en iyi kanıtları sunuyor.

Egzotik Durumlar ve Yüksek Sıcaklıkta Süper İletkenlik

Ekibin bulgularının bu kadar önemli olmasının bir nedeni, sonuçlarının CsV₃Sb₅ içinde meydana geldiği bilinen, normalde karmaşık olan faz geçişleri dizisi için bir miktar netlik sunmasıdır.

Ekip, araştırmalarına dayanarak artık sıcaklık düşmeye başladıkça döngü akımı düzeninin ortaya çıktığına ve bunun ardından yük yoğunluğu dalgası olarak bilinen elektronların periyodik olarak yeniden düzenlenmesinin geldiğine inanıyor. Son olarak, elektriksel direncin tamamen yokluğuyla birlikte süperiletkenlik gelir.

Temel olarak ekibin çalışması, güçlü bir şekilde ilişkili kuantum materyallerinin davranışı ve özelliklerine ilişkin yeni bilgiler sunabilir ve bu da maddenin egzotik hallerini üreten mekanizmaları içeren gelecekteki çalışmalar için umut vaat edebilir.

Ekip, "Bu bilgiler, kagome metallerindeki faz ortamına ilişkin anlayışımızı derinleştiriyor ve benzer geçiş hiyerarşisi sergileyen ilişkili bir sistemle olan bağlantıları vurguluyor" diye belirtiyor.

Gelecekte, bu tür çalışmalar aynı zamanda bilim adamlarının uzun süredir aranan yüksek sıcaklık süperiletkenlik hedefine ulaşmalarına da yardımcı olabilir; bu sayede malzemeler sıfır dirençle ve 30 K'nin (-243°C) üzerindeki sıcaklıklarda elektrik iletebilir, süperiletkenlik için gereken soğutma sistemleriyle ilgili mevcut harcamaların azaltılmasına yardımcı olabilir ve sonuçta bu yüksek güçlü mühendislik teknolojilerinin ticari olarak uygulanabilir hale getirilmesine yardımcı olabilir.

Takımın son çalışma"Bir kagome metalinde yük yoğunluğu dalga düzeninin üzerinde zamanın tersine çevrilmesi simetrisinin kırıldığına dair kanıt", Doğa Fiziği.

Micah Hanks, The Debrief'in Genel Yayın Yönetmeni ve Kurucu Ortağıdır. Uzay ve astronomi odaklı bilim, savunma ve teknoloji üzerine uzun süredir muhabirlik yapan kendisine şu adresten ulaşılabilir: [email protected]. Onu X'te takip et @MicahHanksve micahhanks.com.