Физики открыли скрытое за сверхпроводимостью новое состояние вещества
Фото: Christopher Gannon / Iowa State University
квантовая физика

Физики открыли скрытое за сверхпроводимостью новое состояние вещества

При помощи сверхбыстрой спектроскопии, аналога стробоскопической фотографии, которая применяется, если надо зафиксировать кинетическое движение объекта, физики Университета штата Айова смогли визуализировать взаимодействие электронов как скрытого состояния вещества в сверхпроводящем сплаве.

Для того чтобы найти скрытое за сверхпроводимостью состояние вещества, современная физика больше не полагается на традиционный термодинамические методы, такие как изменение температуры, давления или магнитных полей. Понадобились интенсивные, однотактные импульсы фотонов, попадающие в охлажденный сплав на терагерцовой скорости — триллионы циклов в секунду — чтобы «включить» это скрытое состояние вещества, изменив квантовые взаимодействия на атомном и субатомном уровне.

Затем понадобился второй терагерцовый свет, чтобы запустить сверхбыструю камеру и сделать снимки этого состояния вещества, которое однажды, когда ученые смогут с ним взаимодействовать, позволит создать более быстрые, не нагревающиеся квантовые компьютеры, системы коммуникации и хранения информации.

В большинстве случаев подобные экзотические состояния вещества нестабильны и кратковременны. В данном примере оно оказалось метастабильным, то есть не превращалось в стабильное на порядок дольше, чем другие, более типичные переходные состояния материи. Вероятно, дело тут в слишком быстром переходе к скрытому квантовому состоянию, когда система оказывается поймана в странном «плато» и не знает, как вернуться обратно, предполагают ученые.  

Следующей задачей является поиск возможности управления и дальнейшей стабилизации этого скрытого состояния и определения того, подходит ли оно для квантовых логических операций. Это позволило бы ученым использовать открытие для создания квантовых компьютеров и фундаментальных исследований в области квантовой механики, пишет Phys.org.

Физики Австралии и Швейцарии создали еще один инструмент для создания квантового компьютера — потоковый конденсатор, с помощью которого можно управлять движением микроволновых сигналов.