1756525272
2025-08-30 02:50:00
Ученые в Японии обнаружили квантовую запутанность в «тяжелых фермионах», выявляя поведение электронов, связанное с планками, в уникальном материале. Кредит: scitechdaily.com
Обнаружение Planckian Time Limit предлагает новые возможности для квантовых технологий.
Совместная команда исследователей в Японии выявила «тяжелые фермионы» – электроны с значительно повышенной эффективной массой – что отображает квантовую запутывание, контролируемое планкским временем, фундаментальной единицей времени в квантовой механике. Этот прорыв предлагает новые возможности использования этих эффектов в твердотельных материалах для развития квантовых компьютеров следующего поколения.
Тяжелые фермионы возникают, когда проводимость электронов в материале сильно взаимодействует с локализованными магнитными электронами, что приводит к резкому растущему массе. Такое поведение производит необычные свойства, в том числе нетрадиционную сверхпроводимость, что делает его основным направлением в физике конденсированных веществ. Соединение, изученное в этом исследовании, Cerium-rhodium-tin (Cerhsn) является частью семейства систем тяжелых фермионов, характеризующихся квазико-кагомической структурой решетки, которая известна его эффектами геометрического разочарования.
Изображение тяжелых электронов с квантовой запутанностью на Cerhsn. Кредит: Такуто Накамура и Шин-Ичи Кимура
Экспериментальные результаты в Cerhsn
Исследовательская группа изучила электронные свойства CERHSN, материал, признанный для демонстрации поведения жидкости, не являющихся FERMI при относительно высоких температурах.
Подробные измерения его спектра отражения подтвердили, что это необычное поведение сохраняется почти до комнатной температуры, причем срок службы с тяжелым электроном приближается к пределу Планка. Спектральные узоры, которые могут быть представлены одной математической функцией, дают убедительные доказательства того, что тяжелые электроны в Cerhsn являются квантовыми запутанными.
(A) Кристаллическая структура Cerhsn. (b) Обратное время жизни, деленное на температуру и планка, как функция энергии фотона, деленной на температуру. (c) Динамический пластовый график масштабирования и теоретическая кривая. Кредит: 2025, Shin-ichi Kimura et al., Анизотропная неэфферми жидкость и динамическое планка масштабирования квази-кагоме
Последствия для квантовых вычислений
Доктор Шин-Ичи Кимура из Университета Осаки, который руководил исследованием, объясняет: «Наши результаты демонстрируют, что тяжелые фермионы в этом квантовом критическом состоянии действительно запутываются, и эта запутанность контролируется планкским временем. Это прямое наблюдение является значительным шагом к пониманию сложного взаимодействия между квантовой и тяжелой поведением в тяжелом поведении».
Квантовая запутанность является ключевым ресурсом для квантовых вычислений, а возможность управлять и манипулировать ее в твердотельных материалах, таких как Cerhsn, предлагает потенциальный путь к новым квантовым вычислительным архитектурам. Планкский срок, наблюдаемый в этом исследовании, предоставляет важную информацию для проектирования таких систем.
Ссылка. 2025, NPJ Сколько материаловПолем
Doi: 10.1038/s41535-025-00797-w
Финансирование: Японское общество по продвижению науки
Никогда не пропустите прорыв: Присоединяйтесь к новостному бюллетеню Scitechdaily.
#Тяжелые #электроны #удерживают #ключ #новому #типу #квантового #компьютера
По теме
)
