Dörtlü Gruplar Halinde Dolaşık Elektronlar Gözlemlendi

Fizikçiler sonunda, dört dolaşık elektron grubu arasındaki kuantum etkileşmelerini gözlemlemeyi başardı. Şimdiye kadar, bu etkileşim tamamıyla teorikti, fakat zekice soğutulmuş süper iletken bir krist..
Görsel Telif:

Fizikçiler sonunda, dört dolaşık elektron grubu arasındaki kuantum etkileşmelerini gözlemlemeyi başardı. Şimdiye kadar, bu etkileşim tamamıyla teorikti, fakat zekice soğutulmuş süper iletken bir kristal ve kristalin yüksek basınç altında sıkıştırılması sayesinde iş üstünde yakalandı.

Bu heyecan verici deneyin sonuçları, tuhaf kuantum dünyası hakkında bildiklerimizi ilerletmek için yeni kapılar açıyor ve ayrıca gelecekteki teknolojilerde kullanım alanına da sahip olabilir. İki dolaşık elektronun olağan çiftlenmesinin aksine, araştırmacılar dört elektron grubunun aynı durumu, sadece süper iletken bir kristalde var olduğundan kuşkulanılan karmaşık bir dizilimi paylaştıklarını gözlemlediler.

Çalışma, İsviçre’deki École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) araştırmacıları tarafından gerçekleştirildi ve çalışmada yoğun basınç altında stronsiyum bakır boratın bir kristal örgüsü içerisinde elektronların davranışının analiz edilmesi için nötron yağmuru kullanıldı. Bir tür süper iletken olarak, stronsiyum bakır boratın elektronları yeterince düşük sıcaklıklarda, hiç dirençle karşılaşmadan akıp gidebilir.

Elektronlar Cooper çiftlenmesi adı verilen, kısmen elektronların yüklerinin, çevrelerindeki pozitif iyonlar üzerinde çekim uygulaması sebebiyle meydana gelen bir kuantum etkisiyle bağlanırlar. Cooper çiftleri dolaşık elektronlardır, bu da birbirlerinden uzak konumlara ayrılsalar bile, elektronlardan birisi belirli bir özelliğe sahip olurken, diğer elektronun da ona karşılık gelen özelliğe sahip olması anlamına geliyor. Böylesi etkileşimler, fizikte “çok kütleli problemler” diye bilinir ve modellemesi çok zordur. Bu tür problemler, zaten etkileşim halinde pek çok parçacık içerdiği için karmaşıkken, kuantum tuhaflıklarını da eklediğimizde gülünç derecede karmaşık hale geliyorlar.

Fakat dolaşık elektronların karmaşık koşullar altında nasıl davrandığının modellenmesi, 1981 yılında teorik fizikçiler B. Sriram Shantry ve Bill Sutherland’in tam olarak açıkladığı şeydi. Shastry ve Sutherland’in teorisi bu yeni çalışmaya uygulanabiliyor, çalışmaları aslında süper iletken malzeme içerisindeki faz değişikliklerini açıklayan bir dizi öngörüde bulunuyor ve şimdiye kadar hangisinin doğru olabileceğini bilmiyorduk.

Pek çok olasılık arasında bir tanesi, “plaket teklisi” adı verilen bir durum olan, elektronların spinlerinin, çiftler yerine dörtlü gruplar halinde dolaşık hale geçmesiydi ve bu tekli, araştırmacıların tam olarak bulduğu şeydi. Yaklaşık 21.500 atmosfer basınçta, aşırı derecede soğutulmuş malzemedeki elektronların dörtlü gruplar halini aldıklarını gördüler. Yarı iletkenler gibi pek çok malzeme benzersiz faz geçişleri, yalıtkanlıkla iletkenlik arasında dönüşüm gösterebildiği için kullanıldığından, bu türden tuhaf bir yeni faz değişimi gelecek teknolojilerde kullanım alanı bulabilir. Bunu zaman gösterecek.

Fakat fizikçiler için, böylesi karmaşık bir teorinin deneysel sonuçları olduğu gerçeği, tuhaf kuantum dünyasına dair bildiklerimizi ilerletmeye yardımcı olabilir.


Kaynak: Physicists Just Caught Sight of Electrons Entangled in a Completely New State

< http://www.sciencealert.com/physicists-have-seen-quantum-particles-entangled-in-a-completely-new-state >

Referans: 4-spin plaquette singlet state in the Shastry–Sutherland compound SrCu2(BO3)2

< http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys4190.html?foxtrotcallback=true > DOI: 10.1038/nphys4190


Bu içerik BilimFili.com yazarı tarafından oluşturulmuştur. BilimFili.com`un belirtmiş olduğu “Kullanım İzinleri”ne bağlı kalmak kaydıyla kullanabilirsiniz.

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv