Izven obstoječih okvirov kvantne fizike

Slovenski znanstveniki odkrili povsem novo zvrst snovi, ki "kljubuje" obstoječi fiziki

S.R./STA
15. 7. 2019, 11.22
Posodobljeno: 15. 7. 2019, 11.37
Deli članek:

Raziskovalci Instituta Jožef Stefan (IJS) pod vodstvom Dragana Mihailovića so odkrili povsem novo zvrst snovi, ki je ni možno razumeti z obstoječo fiziko in odpira povsem novo področje.

IJS
Slovenski raziskovalci so odkrili novo zvrst snovi, ki je ni možno razumeti z obstoječo fiziko.

Gre za odkritje nove oblike materije, saj za osnovne delce tovrstni pojavi še niso bili znani, o odkritju pa danes poroča znanstvena revija Nature Materials. Med poskusi, namenjenimi ustvarjanju novih oblik kvantnih materialov pod močno neravnovesnimi pogoji v kristalu tantalovega disulfida, je skupina raziskovalcev na IJS s kratkimi laserskimi sunki ustvarila nenavadno gosto amorfno elektronsko snov, v kateri se zaradi medsebojnih interakcij elektroni zagozdijo, so sporočili z IJS. 

Izven obstoječih okvirov kvantne fizike

Odkritje je v celoti plod slovenske raziskovalne skupine. Od njene prve objave na tem področju leta 2014 v reviji Science so sorodne raziskave pričele številne raziskovalne skupine po svetu, ameriško obrambno ministrstvo pa je na osnovi objave skupine razpisalo razpis za raziskave na novonastalem področju.

Odkritje spada na področje kvantne fizike in je po njihovem mnenju fundamentalno pomembno, saj odpira novo področje. Razumevanje pojava predstavlja nov velik izziv za današnjo kvantno fiziko. Pojav zagozdenja elektronov lahko nastane vsepovsod tam, kjer imamo opravka s hitro kompresijo osnovnih delcev pri velikih gostotah, na primer v jedrih ali v nevtronskih zvezdah. Ima tudi potencialno uporabo, saj je pojav možno kontrolirati, ob njem pa se močno spremeni električna upornost snovi. 

Pojav je skupina osmih fizikov pod vodstvom Mihailovića odkrila med raziskavami leta 2016; skupina je potem potrebovala tri leta, da je lahko pojav okarakterizirala in eksperimentalno potrdila. Hkrati je bilo potrebno vsaj delno poskusiti poiskati tudi teoretični model, kar pa je bolj izpostavilo dejstvo, da novo odkrito stanje ne sodi v siceršnje razumevanje fizike in predstavlja nov izziv izven obstoječih okvirov kvantne fizike. 

Novoodkriti pojav lahko pojmujemo kot "zagozdenje elektronov", ki nastane v procesu, ko njihova gostota hitro narašča. Zaradi medsebojnega odboja se ukleščijo v stanje, v katerem so prepleteni z drugimi, prostimi elektroni. Kar je nenavadno pri omenjeni snovi, je, da se zagozdenje pojavi med elektroni, ki jih kvantna mehanika po navadi pojmuje kot valove. 

Nizkotemperaturni mikroskop s štirimi konicami

Arne Hodalič/Katja Bidovec
Nizkotemperaturni mikroskop s štirimi konicami.

Raziskovalcem je novo snov uspelo posneti s posebnim mikroskopom, katerega razvoj je trajal šest let, njegov obstoj pa je omogočilo sodelovanje med nemškim podjetjem Omicron in Nanocentrom ter IJS. Na začetku je bil financiran s sredstvi Centra odličnosti Nanocenter, po osnovnem zagonu pa so napravo v okviru ERC-projekta še nadgradili. 

Osnovni nizkotemperaturni mikroskop s štirimi konicami je edinstven, saj omogoča opazovanje neravnovesnih stanj, ustvarjenih z močnimi laserskimi žarki. Mikroskop pa ne omogoča le meritev položaja posameznih elektronov, ampak tudi njihovo gibanje, porazdelitev hitrosti in tudi istočasno meritev klasične električne upornosti samega materiala, v katerem pojav opazujemo, so pojasnili na IJS. 

Podjetje Omicron je po vzoru te naprave izdelalo še nekaj podobnih, vendar pa za zdaj nobena od teh še nima možnosti meritev v kombinaciji z lasersko spektroskopijo, kar ostaja unikat v Sloveniji. Nadaljevanje dela zdaj financira projekt Javne agencije za raziskovalno dejavnost RS.

IJS
Slovenski raziskovalci so odkrili novo zvrst snovi, ki je ni možno razumeti z obstoječo fiziko.

Estrada

princesa kate, kate middleton
Spomin na žrtve vojn

Princesa Kate se je vrnila, kralica Camilla pa je zbolela

luka novak  1
Predan družini

Luki Novaku se je življenje obrnilo na glavo: Zamenjal službo, se zaljubil in postal očka

jernej kogovsek
Socialni delavec po poklicu

Igralec postal po naključju

miha brajnik
Oče

Za televizijskega voditelja Miho Brajnika je martinovanje na stranskem tiru

majda marinsek milavec
Lajnarica

Majda nadela nošo in slamnik, z lajno v rokah živi svoje sanje

6 romana krajncan
Uživa v svoji vlogi

Družina pevke Romane Kranjčan se je razveslila še ene deklice

Zanimivosti

lesena žaluzija
Skriti kotički

Prah, ujet v radiator, se s toplim zrakom širi okrog

zivali pri veterinarju (3)
Pasje težave

Moj pes smrči. Ali je to normalno?

kringa-naslovna
Vampir iz Istre

Prvi vampir v Evropi

jajca na pultu
Vsestransko živilo

Nasveti, ki vam pridejo prav pri uporabi in pripravi jajc

janin vrt1 shutterstock
Vrtnina za vsak vrt

Kako do lepega česna

umazana tipkovnica
Leglo umazanije

Bakterij na tipkovnici je več kot na javnem stranišču