İmkânsız denilen kuantum hâli keşfedildi

[hepsigundem]

Bu keşif; kuantum bilgisayarlar, daha verimli elektronikler ve hassas algılama-görüntüleme teknolojileri için yeni bir kapı aralayabilir. Çünkü çalışma, “şiddetli etkileşimler topolojik düzeni bozar” şeklindeki yaygın beklentinin her zaman doğru olmadığını gösteriyor.

AŞIRI SOĞUKTA KIRILMA

CeRu₄Sn₆ neredeyse mutlak sıfıra yakın sıcaklıklara soğutulduğunda, malzeme kuantum kritikliği denilen özel bir sınıra yaklaşıyor. Bu sınır, maddenin iki faz arasında “kararsız” kaldığı; sıcaklığın aşırı düşük olması nedeniyle kuantum dalgalanmalarının başrolü aldığı bir bölge.

Normalde elektronları “tanecik gibi” düşünürüz: yük taşır, akım oluşturur, belli kurallarla hareket eder. Kuantum kritikliği ise bu resmi bulanıklaştırır; sistem, tanecikler yerine adeta dalga gibi davranan kolektif bir hâle kayar. İşte bu yüzden araştırmacılar, topolojiyle ilişkili düzenli haritaların (elektronların izlediği yolların) bu kadar dalgalı bir ortamda “sağlam” kalmasının zor olduğunu düşünüyordu.

MANYETİKSİZ HALL ETKİSİ

Deneyin kritik anı, malzemeden akım geçirilip elektronların hareketi incelendiğinde geldi. Ekip, Hall etkisi adı verilen bir davranış gördü: Akım, sanki görünmez bir el tarafından yana doğru bükülüyordu.

Buraya kadar kulağa normal gelebilir; çünkü Hall etkisi çoğu zaman manyetik alan altında ortaya çıkar ve elektronların yolunu manyetik kuvvet değiştirir. Ancak bu deneyde şaşırtıcı olan şu: Ortamda manyetik alan yoktu. Buna rağmen akımın yön değiştirmesi, elektronların yolunu “dışarıdan bir mıknatısın” değil, malzemenin kendi iç yapısının şekillendirdiğini gösterdi.

Araştırmacılara göre bu, topolojik etkinin net bir imzasıydı. Yani malzemenin içindeki kuantum düzen, elektronların hangi yollardan akacağını “korumalı” bir şekilde belirliyordu.

DALGALANMA DÜZENİ GÜÇLENDİRDİ

Çalışmanın en ters köşe tarafı ise burada: Malzemenin elektron düzeninin en kararsız olduğu, yani kuantum kritik dalgalanmaların en güçlü hissedildiği bölgede, topolojik etki daha da güçlendi. Başka bir deyişle, normalde “düzeni bozar” denilen kuantum dalgalanmaları bu kez yeni fazı stabilize etmiş gibi göründü.

Araştırmacılar, bunun yoğun elektron etkileşimleriyle topolojik özelliklerin bir arada bulunabileceğine dair güçlü bir işaret olduğunu vurguluyor. Bu birliktelik, hem yüksek hassasiyetli kuantum tepkiler (sensörler gibi) hem de daha kararlı çalışma (topolojinin koruyucu karakteri sayesinde) vadeden yepyeni bir malzeme sınıfının önünü açabilir.

Ekip şimdi iki temel sorunun peşinde: Bu kuantum hâli başka hangi malzemelerde görülebilir ve topolojik düzeni mümkün kılan “tam tarif” nedir? Eğer benzer kombinasyonlar farklı bileşiklerde de yakalanırsa, kuantum teknolojileri için “hem hassas hem dayanıklı” malzemeler tasarlamak daha sistematik bir hâle gelebilir.


Hürriyet

The post İmkânsız denilen kuantum hâli keşfedildi first appeared on HepsiGündem.COM " Gündem,Güncel Haberler Burada ".

Okumaya devam et...