Izvor: telegraf.rs
02.06.2025 u 13:01
0

VELIKI SKOK U KVANTNOJ TEHNOLOGIJI: Naučnici stvorili nepostojeću česticu

Fizičari su stvorili čestice koje ne bi trebalo da postoje - i one mogu da promene sve

Naučnici sa Univerziteta u Insbruku uspeli su da stvore potpuno novu vrstu kvantnih čestica koje se ponašaju drugačije od svega što do sada znamo. Ove egzotične čestice zvane anijoni (anyon) mogu da budu ključ za napredak u kvantnim računarima i modernoj tehnologiji.

Tim predvođen naučnikom Hansom-Kristofom Negelom uspeo je da kreira anijone u jednodimenzionalnom kvantnom sistemu, što je prvi put u istoriji. Njihovo istraživanje objavljeno je u prestižnom naučnom časopisu Nature u maju 2025. godine.

Anijoni predstavljaju treću kategoriju čestica koje se nalaze između već poznatih bozona i fermiona. Dok se bozoni kao što su fotoni mogu „nakupljati“ u istom kvantnom stanju, fermioni poput elektrona se ponašaju kao individualci koji ne dele prostor. Anijoni kombinuju osobine oba tipa čestica na neočekivan način.

Do sada su naučnici uspevali da stvaraju anjione samo u dvodimenzionalnim sistemima. Ovaj eksperiment donosi anijone u mnogo jednostavniji jednodimenzionalni svet gde ih je lakše proučavati i kontrolisati.

Kako su naučnici uspeli da stvore anijone iz običnih atoma

Istraživači su koristili oko 6.000 tankih cevi napravljenih od laserske svetlosti, svaka ispunjena sa približno 37 ultrahladnih atoma cezijuma. U normalnim uslovima, ovi atomi se ponašaju kao bozoni.

Ključni trik bio je dodavanje jednog „stranog“ atoma u drugačijem spinskom stanju u svaku cev. Zatim su ovaj atom pomerili kontrolisano, što je pokrenulo fenomen zvan separacija spin-naboja – atomovo rotiranje i naboj počeli su da se ponašaju kao odvojene stvari.

Upravo ova interakcija između dva dela omogućila je pojavu anijonskog ponašanja. Naučnici su mogli da kontrolišu statističku fazu θ (teta) i time postepeno menjaju ponašanje čestica od bozonskog preko anjonskog do fermionskog.

PROČITAJTE: MOZAK POVEZAN SA RAČUNAROM: Prvi čipovi stižu krajem 2025. godine

Sudipta Dar, jedan od glavnih autora studije, objašnjava: – Ono što je izuzetno je to što možemo kontinuirano da podešavamo statističku fazu, što nam omogućava glatku tranziciju od bozonskog do fermionskog ponašanja.

Neočekivano otkriće – anijoni vremenom postaju fermioni

Kada su naučnici dozvolili atomima da se slobodno šire, dogodilo se nešto što niko nije očekivao. Bez obzira na to kakvi su anjioni bili na početku, za samo nekoliko milisekundi njihove distribucije impulsa počele su da liče na fermione.

Ovo „dinamičko fermionizovanje“ otkriva dublje razumevanje kako se kvantne čestice razvijaju van ravnotežnih stanja. Teorijski fizičar Botao Vang kaže: – Naše modelovanje direktno odražava ovu fazu i omogućava nam da veoma dobro uhvatimo eksperimentalne rezultate u našim kompjuterskim simulacijama.

Zašto su anijoni važni za budućnost kvantnih tehnologija

Anijoni mogu da otvore vrata topološkom kvantnom računarstvu – pristupu koji bi mogao da reši glavna ograničenja današnjih kvantnih procesora. Za razliku od običnih kubita koji su krhki i lako gube informacije, anijoni mogu da čuvaju podatke u svojim putanjama kroz prostor i vreme.

Ovaj eksperiment pokazuje da jednodimenzionalni sistemi mogu biti jednako korisni kao dvodimenzionalni za proučavanje egzotičnih kvantnih faza i materijala koje klasična fizika ne može da objasni.

Preciznim podešavanjem statističke faze θ, istraživači mogu da simuliraju nove tipove materije ili stvaraju veštačke sisteme koji pomažu u razumevanju slabo razumljivih kvantnih ponašanja.

Ovo otkriće označava prekretni trenutak u istraživanju kvantne materije i baca novo svetlo na egzotično ponašanje čestica koje može da oblikuje budućnost kvantnih tehnologija. Austrijski fizičari nisu samo posmatrali čudan kvantni efekat – oni su stvorili novi tip čestice i s njim novi način istraživanja kvantnog sveta.

PREUZMITE MOBILNE APLIKACIJE

Gledajte “Happy” kablovske kanale i to: “Moje happy društvo”, “Moj happy život”, “Moja happy zemlja” i “Moja happy muzika”.

Program se emituje kod kablovskih operatera “IrisTV” i “Supernova”, a možete ih pronaći na sledećim kanalima: “Moje happy društvo” - IrisTV / 171 ; Supernova / 71 | “Moj happy život” - IrisTV / 172 ; Supernova / 72 | “Moja happy zemlja” - IrisTV / 173 ; Supernova / 73 | “Moja happy muzika” - IrisTV / 174 ; Supernova / 74

Ostavite komentar

Unesite pojam i stisnite enter