ماده ای عجیب که نظریه وجود آن حدودا ۵۰ سال قبل عرضه شده بود برای نخستین بار مشاهده شد.
به گزارش نیوزتل به نقل از ایسنا و به نقل از نیواطلس، این ماده که توسط محققان دانشگاه “هاروارد” ساخته شده است، “مایع اسپین کوانتومی”(quantum spin liquid) نام گرفته و می تواند در نهایت به بهبود کامپیوتر های کوانتومی کمک نماید.
برای آن که مواد مغناطیسی شوند، اسپین در آنها باید نظم بگیرد. اسپین از خاصیت های بنیادی ذرات زیراتمی است که معادل کلاسیک ندارد و یک خاصیت کوانتومی به شمار می آید. نزدیک ترین خاصیت کلاسیک به اسپین اندازه حرکت زاویه ای است. در رایج ترین نوع مغناطیس که به صورت مثال در درب یخچال قرار دارد، اسپین همه ی الکترون ها در ماده در یک جهت قرار دارد. سایر انواع مغناطیس هم زمانی به وجود می آیند که اسپین الکترون های حاضر در همسایگی آنها به صورت متناوب در الگویی شطرنجی تغییر کند اما در سال ۱۹۷۳، فیلیپ اندرسون(Philip Anderson)، فیزیکدان، نظریه حالتی از ماده را بیان کرد که “مایع اسپین کوانتومی” نام داشت و از قوانین ذکر شده تبعیت نمی کرد. زمانی که این ماده سرد می شد به شکل جامد در نمی آمد و الکترون های آن بشکلی منظم تثبیت نمی شدند. در عوض الکترون ها دائما در یک حالت کوانتومی پیچیده جابه جا می شدند و با یکدیگر برهم کنش داشتند.
حالا گروهی از دانشمندان دانشگاه “هاروارد” موفق به ساخت و مشاهده “مایع اسپین کوانتومی” برای نخستین بار شده اند. آنها برای انجام این کار از شبیه سازهای کوانتومی قابل برنامه ریزی که چندین سال قبل ساخته بودند، استفاده کردند. این شبیه ساز با استفاده از لیزر ۲۱۹ اتم را در یک شبکه معلق می کند. خصوصیت های این اتم ها را میتوان به دقت دستکاری کرد و اسپین الکترون های آنها را تغییر داد.
در این مطالعه، محققان اتم ها را در یک شبکه مثلثی مرتب کردند. در این حالت هر اتم دو همسایه بی واسطه دارد. یک جفت الکترون می توانند در صورتی از نظر مغناطیسی تثبیت شوند که اسپین آنها متناوب یا هم جهت باشد اما وجود عنصر سوم این تعادل را برهم می زند و “آهن ربای باطل”(frustrated magnet) تولید می کند که قادر به تثبیت نیست.
“مایع اسپین کوانتومی” به دست آمده چندین پدیده کوانتومی مفید از خود نشان داد. یکی از آنها درهم تنیدگی کوانتومی است. این پدیده زمانی رخ می دهد که الکترون ها در فاصله های گسترده برهم کنش می کنند و حتی اطلاعات را تله پورت می کنند. پدیده دیگری که این سیال نشان داد برهم نهی کوانتومی بود. در این پدیده اتم ها قادرند همزمان در چندین حالت قرار داشته باشند. این دو پدیده برای ساخت کامپیوتر های کوانتومی که باید در مقابل تداخل های خارجی مقاوم باشند، مفید می باشد.

منبع: نیوزتل