Ilmuwan telah menemukan materi kuantum baru

Berbagai jenis transisi fasa bergantung pada parameter seperti medan magnet. Transisi fase ini terutama diperlukan untuk memahami sifat kuantum material, terutama jika terjadi secara langsung pada titik nol absolut suhu.

Transisi ini disebut “transisi fase kuantum” atau “titik kritis kuantum”. Sekarang, para ilmuwan dari Universitas Teknologi Wina telah menemukan bentuk asli titik kritis kuantum yang tidak biasa dalam materi baru. Ilmuwan sekarang sedang mempelajari sifat-sifat zat ini.

Menurut para ilmuwan, zat tersebut bisa disebut Weyl-Kondo semimetal.

Profesor Silke Bühler-Paschen dari Institut Fisika Solid State di TU Vienna Dia berkata, Perilaku kritis kuantitatif biasanya dipelajari dalam logam atau isolator. Tapi sekarang kita melihat logam. Bahannya adalah senyawa serium, rutenium, dan timah – dengan sifat yang terletak di antara mineral dan semikonduktor. “

Wesley Foreman, PhD. Seorang mahasiswa di tim Profesor Colin Broholme di Universitas Johns Hopkins, yang memberikan kontribusi mendasar pada hasil melalui pengukuran hamburan neutron, mengatakan: Biasanya, kekritisan kuantitatif hanya dapat ditetapkan di bawah kondisi lingkungan tertentu – tekanan atau medan elektromagnetik tertentu. Namun, yang mengejutkan, setengah dari perut kita ternyata menjadi kuantum kritis tanpa pengaruh eksternal sama sekali. “

“Biasanya, Anda harus bekerja keras untuk menghasilkan kondisi laboratorium yang tepat, tetapi mineral logam ini sendiri memberikan kepentingan kritis kuantum.”

Buhler-Passchen berkata, Mungkin hasil yang mengejutkan ini terkait dengan fakta bahwa perilaku elektron dalam bahan ini memiliki beberapa ciri khusus. Ini adalah sistem elektron yang sangat saling berhubungan. Ini berarti bahwa elektron berinteraksi kuat satu sama lain dan tidak dapat menjelaskan perilakunya dengan melihat elektron satu per satu. Interaksi elektron ini mengarah pada apa yang disebut efek kondo. Di sini, spin kuantum dalam materi dilindungi oleh elektron yang mengelilinginya, sehingga rotasi tidak berpengaruh pada materi lainnya. “

Jika terdapat elektron bebas yang relatif sedikit, seperti dalam kasus logam, maka efek kondo tidak stabil. Ini mungkin penyebab perilaku kritis kuantum materi: sistem berosilasi antara keadaan dengan dan keadaan tanpa efek kondominium, dan ini memiliki efek transisi fasa pada suhu nol.

Silk Bowler-Passion berkata, “Kami menduga bahwa kepentingan kritis kuantum yang telah kami amati mendukung terjadinya fermion Weil ini. Oleh karena itu, fluktuasi kritis kuantum dapat menstabilkan fermion Weil dengan cara yang mirip dengan fluktuasi kuantum kritis dalam superkonduktor suhu tinggi yang menghubungkan pasangan superkonduktor Cooper bersama-sama. Ini adalah pertanyaan mendasar. Ini adalah subjek dari banyak penelitian di seluruh dunia, dan kami menemukan pengantar baru yang keren di sini. “

Secara khusus, para ilmuwan menemukan bahwa materi yang baru ditemukan menghubungkan erat efek kuantum spesifik – fluktuasi kuantum kritis, efek kondominium, dan fermion Weil.

Buhler-Passchen berkata, “Ini bisa menciptakan konsep desain dimana bahan-bahan ini dapat ditingkatkan, dirancang dan secara khusus digunakan dalam aplikasi beton.”

Referensi jurnal:

1. Wesley T. Fuhrman dkk. Kekritisan kuantitatif asli dari bahan logam kondo, Kemajuan Ilmu Pengetahuan (2021). DOI: 10.1126 / sciadv.abf9134