بزرگنمايي:

سیاست و بازاریابی - همشهری آنلاین /دانشمندان برای نخستین‌بار موفق به شناسایی یک حالت کوانتومی جدید از ماده شده‌اند که پیش‌تر تصور می‌شد در شرایط خاص فیزیکی امکان ظهور نداشته باشد.
این کشف توسط یک تیم بین‌المللی از پژوهشگران انجام شده و نشان می‌دهد در شرایطی که ماده به مرحله‌ بحران کوانتومی (Quantum Criticality) می‌رسد، نوعی حالت «نیمه‌فلزی توپولوژیک» از ماده می‌تواند ظاهر شود.
بازار
این حالت در ماده‌ای متشکل از سریم، روتنیوم و قلع با فرمول شیمیایی CeRu₄Sn₆ مشاهده شده است؛ ماده‌ای که پیش‌تر تنها به‌صورت نظری برای چنین رفتاری پیش‌بینی شده بود.
در دماهای بسیار نزدیک به صفر مطلق، این ماده وارد نقطه‌ای می‌شود که مرز میان فازهای مختلف آن ناپایدار است و نوسان‌های کوانتومی بر رفتار ذرات غلبه پیدا می‌کنند. در چنین شرایطی، الکترون‌ها دیگر مانند ذرات مجزا عمل نمی‌کنند و رفتار آنها بیشتر به موج شباهت دارد. پیش‌تر تصور می‌شد که در چنین شرایطی، شکل‌گیری حالت‌های توپولوژیک ماده امکان‌پذیر نیست.
با این حال، پژوهشگران با سرد کردن ماده و اعمال جریان الکتریکی، پدیده‌ای مشابه اثر هال را مشاهده کردند؛ پدیده‌ای که در آن جریان الکتریکی بدون حضور میدان مغناطیسی منحرف می‌شود. به گفته دانشمندان، این انحراف نشانه‌ای روشن از وجود ویژگی‌های توپولوژیک در ساختار الکترونی ماده است.
تحلیل نتایج نشان داد که نوسان‌های شدید کوانتومی، به‌جای نابود کردن نظم توپولوژیک، به شکل غیرمنتظره‌ای به پایدار شدن این حالت جدید کمک کرده‌اند. این یافته با دیدگاه‌های رایج در فیزیک ماده چگال در تضاد است و نشان می‌دهد که برهم‌کنش‌های قوی الکترونی می‌توانند به ایجاد، و نه تخریب، حالت‌های توپولوژیک منجر شوند.
دانشمندان معتقدند این کشف می‌تواند مسیر توسعه مواد جدید با پاسخ‌های کوانتومی بسیار حساس و در عین حال پایدار را هموار کند؛ موادی که کاربرد بالقوه‌ای در محاسبات کوانتومی، بهبود بهره‌وری الکترونیکی و فناوری‌های پیشرفته تصویربرداری و حسگری دارند.
پژوهشگران اکنون در پی بررسی امکان ظهور این حالت کوانتومی در مواد دیگر هستند تا مشخص شود این پدیده تا چه حد عمومی است و تحت چه شرایطی می‌توان آن را به‌طور کنترل‌شده ایجاد کرد.