Bilim adamları kiral özelliklere sahip yeni bir madde durumu keşfettiler

Uluslararası bir araştırma grubu, kiral akım olarak bilinen kuantum olgusunun varlığıyla karakterize edilen, maddenin yeni bir durumunu belirledi.

Bu akımlar, özellikleri elektronun spin olarak bilinen kuantum özelliğinden ve bunların kristal içindeki düzeninden kaynaklanan geleneksel manyetik malzemelerin aksine, atomik ölçekte elektronların ortak hareketi ile üretilir.

Kiralitenin önemi

Merkezileşme, örneğin bilimde büyük önem taşıyan bir özelliktir ve bunu anlamak da gereklidir. DNA. Keşfedilen kuantum fenomeninde, uygun akımların polarize edildiği ışık ve madde arasındaki etkileşim incelenerek akımların kiralitesi ortaya çıkarıldı. Foton İyi tanımlanmış bir dönüş durumuna sahip bir malzemenin yüzeyinden bir elektron yayılabilir.

Keşif şu tarihte yayınlandı: doğakuantum malzemeleri hakkındaki bilgimizi, kiral kuantum fazlarının araştırılmasını ve malzemelerin yüzeyinde meydana gelen olayları önemli ölçüde zenginleştirir.

Potansiyel uygulamalar ve çıkarımlar

Yoğun madde fiziği alanında araştırmacı olan Federico Mazzola şöyle açıklıyor: “Bu kuantum durumlarının varlığının keşfi, elektronun yükü yerine bilgi taşıyıcıları olarak kiral akımları kullanan yeni tip bir elektroniğin geliştirilmesinin önünü açabilir.” Venedik'teki Ca' Foscari Üniversitesi ve araştırma ekibinin başkanı. Bu olayların, yeni kiral optoelektronik cihazlara dayalı gelecekteki uygulamalar üzerinde önemli bir etkisi vardır ve yeni sensörler için kuantum teknolojileri alanında ve aynı zamanda aşağıdaki alanlarda da büyük bir etkiye sahiptir: biyotıp ve yenilenebilir enerji.

Keşif ve doğrulama

Teorik bir tahminden doğan bu çalışma, İtalyan senkrotron Elettra'nın kullanımı sayesinde şimdiye kadar gizemli ve anlaşılması zor kalan bu kuantum durumunun varlığını ilk kez doğrudan kanıtladı. Şimdiye kadar bu olgunun varlığına dair bilgiler aslında belirli materyaller için yapılan teorik tahminlerle sınırlıydı. Katı malzemelerin yüzeyleri üzerindeki gözlemleri, onları yeni ultra ince elektronik cihazların geliştirilmesi açısından oldukça ilgi çekici kılmaktadır.

Ca' Foscari Venedik Üniversitesi, SPIN Enstitüsü, CNR Malzeme Officina Enstitüsü ve Salerno Üniversitesi dahil olmak üzere ulusal ve uluslararası ortakları içeren araştırma grubu, elektronik özellikleri nedeniyle bilimsel topluluk tarafından zaten bilinen bir materyal olgusunu araştırdı. . Süperiletken spin elektroniğindeki uygulamalar için, ancak yeni keşif daha geniş bir kapsama sahip, daha genel ve çok çeşitli kuantum malzemelerine uygulanabilir.

Bu malzemeler, klasik fizik tarafından tanımlananların çok ötesinde özelliklerle kuantum fiziğinde ve yeni teknolojilerin mevcut gelişiminde devrim yaratıyor.

Referans: Federico Mazzola, Wojciech Brzeski, Maria Teresa Mercaldo, Anita Guarino, Chiara Beggi ve Jill A. Miwa, Domenico Di Fazio, Alberto Cribaldi, John Fujii, Giorgio Rossi ve Pasquale Orgiani. Sandeep Kumar Chaluvadi, Shini Ponnathum Shaleel, Giancarlo Panaccioni, Anupam Jana, Vincent Poliuzic, Ivana Vobornik, Changyoung Kim, Fabio Milito-Granozio, Rosalba Fittipaldi, Carmine Ortex, Mario Cocco ve Antonio Vecchione, 7 Şubat 2024, doğa.
doi: 10.1038/s41586-024-07033-8