Utilizando el equivalente físico de la fotografía estroboscópica que captura cada contracción de un guepardo a toda velocidad, los investigadores han utilizado la espectroscopía ultrarrápida para visualizar los electrones que interactúan como un estado oculto de la materia en una aleación superconductora.
Se necesitan pulsos intensos de fotones de un solo ciclo - destellos - que golpean la aleación enfriada a una velocidad de terahercios - billones de ciclos por segundo - para encender este estado oculto de la materia modificando las interacciones cuánticas hacia abajo en el nivel atómico yniveles subatómicos.
Y luego se necesita una segunda luz de terahercios para activar una cámara ultrarrápida para tomar imágenes del estado de la materia que, cuando se entienda y se sintonice completamente, algún día podría tener implicaciones para una computación cuántica, almacenamiento de información y comunicación más rápida, libre de calor.
El descubrimiento de este nuevo esquema de conmutación y fase cuántica oculta estuvo lleno de desafíos conceptuales y técnicos.
Para encontrar nuevos estados emergentes de electrones de la materia más allá de los sólidos, líquidos y gases, los físicos de la materia condensada de hoy ya no pueden confiar completamente en los métodos tradicionales, lentos y lentos de ajuste termodinámico, como el cambio de temperaturas, presiones, composiciones químicas o campos magnéticos, dijo JigangWang, profesor de física y astronomía de la Universidad Estatal de Iowa y científico de la facultad del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU.
"La gran pregunta abierta de qué estado se esconde debajo de la superconductividad es universal, pero se entiende mal", dijo Wang. "Algunos estados ocultos parecen ser inaccesibles con cualquier método de ajuste termodinámico".
El nuevo esquema de conmutación cuántica desarrollado por los investigadores lo llaman sintonización cuántica de luz terahercios usa pulsos cortos de billonésimas de segundo a frecuencia terahercia para bombardear selectivamente, sin calentamiento, niobio-estaño superconductor, que a temperaturas ultrafrías puedeconducir electricidad sin resistencia. Los destellos cambian repentinamente el compuesto modelo a un estado oculto de la materia.
La revista científica Materiales de la naturaleza acaba de publicar un artículo que describe el descubrimiento. Wang es el autor correspondiente. Los autores principales son Xu Yang y Chirag Vaswani, estudiantes graduados del estado de Iowa en física y astronomía.
En la mayoría de los casos, los estados exóticos de la materia como el que se describe en este trabajo de investigación son inestables y de corta duración. En este caso, el estado de la materia es metaestable, lo que significa que no se descompone a un estado estable para un pedidode magnitud más larga que otras, estados transitorios de materia más típicos.
La velocidad rápida del cambio a un estado cuántico oculto probablemente tenga algo que ver con eso.
"Aquí, el enfriamiento cuántico cambio es tan rápido que el sistema queda atrapado en una extraña 'meseta' y no sabe cómo regresar", dijo Wang. "Con este enfriamiento rápido, pero no térmicosistema, no hay un lugar normal para ir "
Un desafío pendiente para los investigadores es descubrir cómo controlar y estabilizar aún más el estado oculto y determinar si es adecuado para operaciones de lógica cuántica, dijo Wang. Eso podría permitir a los investigadores aprovechar el estado oculto para funciones prácticas como la cuánticainformática y para pruebas fundamentales de extraña mecánica cuántica.
Todo comienza con el descubrimiento de los investigadores de un nuevo esquema de conmutación cuántica que les da acceso a estados de materia nuevos y ocultos.
Dijo Wang: "Estamos creando y controlando una nueva materia cuántica que no se puede lograr por ningún otro medio"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Iowa . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :