ABD’li fizikçiler, elektronların zıt dönüş özelliklerini birleştiren ve “yarı buz, yarı ateş” olarak adlandırılan yeni bir madde hali keşfetti. Bu buluş, kuantum hesaplama alanında önemli gelişmelere kapı aralayabilir.

Elektron dönüşlerindeki düzen ve düzensizlik bir arada

İçindekiler

Brookhaven Ulusal Laboratuvarı’ndaki araştırmacılar, elektronların “yukarı” dönüşlerinin oluşturduğu düzenli yapılar (buz) ile “aşağı” dönüşlerin oluşturduğu düzensiz yapıları (ateş) aynı malzemede birleştirmeyi başardı. Bu yeni faz, Sr3CuIrO6 adlı ferrimanyetik malzeme üzerinde yapılan deneyler sırasında gözlemlendi.

2016’daki keşfin zıttı bulundu

Ekip daha önce 2016’da “yarı ateş, yarı buz” durumunu keşfetmişti. Yeni çalışmada ise bu durumun tam zıttı olan ve elektron dönüşlerinin yer değiştirdiği faz tespit edildi. Weiguo Yin ve Alexei Tsvelik liderliğindeki ekip, bu iki faz arasındaki geçişin çok dar bir sıcaklık aralığında gerçekleştiğini belirledi.

Kuantum teknolojileri için umut vaat ediyor

Keşfedilen bu keskin faz geçişleri, kuantum bilgi depolama sistemlerinde yeni yaklaşımların önünü açabilir. Yin, “Bu durumların kuantum bilgisayarlarda bit olarak kullanılması mümkün olabilir” açıklamasını yaptı. Ayrıca bu teknolojinin soğutma sistemlerinde de devrim yaratabileceği ifade ediliyor.

Spintronik alanına katkı sağlayacak

Tsvelik, bulgularının “belirli malzemelerdeki fazları ve faz geçişlerini anlama ve kontrol etmede yeni bir kapı açtığını” söyledi. Bu gelişme, elektronların dönüş özelliklerini kullanan spintronik teknolojilerinin ilerlemesine de katkıda bulunabilir.

Malzeme bilimi için yeni ufuklar

Keşif, egzotik özelliklere sahip yeni madde hallerinin tanımlanması ve bu haller arasındaki geçişlerin kontrol edilmesi yeteneğini geliştiriyor. Araştırmacılar, bu tür malzemelerin temel fizik sorularına da ışık tuttuğunu vurguluyor.