Stephen Wilson, profesor materiałów w UC Santa Barbara’s College of Engineering pracuje nad opracowywaniem materiałów bez określonego zastosowania. Wiecie. Wszystko w imię nauki! Ostatnio np. jego zespół opracował zupełnie nowy stan materii, którego nazywano mianem „kwantowej cieczy spinowej”.
Czytaj też: Te tajemnicze struktury są 10 razy większe niż słynne Filary Stworzenia
Na poziomie kwantowym elektrony głęboko w materiale działają inaczej na poziomie indywidualnym i zbiorowym niż elektrony w innym materiale. Różnica polega na „spinie” każdego elektronu lub jego wewnętrznym momencie magnetycznym. Mowa więc o zdolności do wytworzenia pola magnetycznego i zdolności do ”komunikowania się” z momentami magnetycznymi innych elektronów. Jak twierdzi sam badacz:
Są pewne, bardziej klasyczne przypadki, które pozwalają z dużą dozą pewności, że obrót wskazuje konkretny kierunek. W tych przypadkach efekty kwantowe są małe. Ale są pewne momenty, w których efekty kwantowe są duże i nie można dokładnie zorientować spinu, więc istnieje niepewność, którą nazywamy „fluktuacją kwantową”.
W konwencjonalnych materiałach momenty magnetyczne rozmawiają ze sobą i chcą zorientować się względem siebie, tworząc pewien wzór porządku. W klasycznych materiałach lub materiałach wspólnych i widocznych dla ludzkiego oka ten wzór nie zawsze jest spójny. Mówi, że można go rozdzielić na wahania termiczne. Jeśli materiał jest wystarczająco ciepły, jest niemagnetyczny, co oznacza, że chwile są jakby pomieszane względem siebie.
Ale na poziomie kwantowym momenty magnetyczne mogą się zmieniać. Fluktuacja kwantowa jest tymczasową zmianą ilości energii w punkcie w przestrzeni. Jak wyjaśnia Matt Strassler:
Normalna intuicja doprowadziłaby nas do wniosku, że marmur znajdujący się w czymkolwiek takim jak misa będzie siedział spokojnie na dnie. Ale cząstka mechaniki kwantowej w jakiejś pułapce będzie miała pozycję i ruch, który ciągle się zmienia. Fluktuacje te mają energię.
Nie jest jasne, co nowy materiał mógłby dokładnie osiągnąć, ale jego dziwne cechy przyciągają uwagę Wilsona. Podczas badania fizyki materii rodzaje materii są uszeregowane od porządku do zaburzenia. Materia jest zwykle najbardziej uporządkowana w niższych temperaturach, takich jak lód.
Ale ten nowy materiał – NaYbO2 – pozostaje nieuporządkowany w najniższej mierzalnej temperaturze, czyli o 0,005 stopnia Celsjusza powyżej absolutnego zera.
Czytaj też: Naukowcy obserwują pobieranie materii w kwazarach
Źródło: Popular Mechanics
