Forskere ved Universitetet i Genève har for første gang observert en skjult kvantgeometri som styrer elektronenes bevegelse – på samme måte som gravitasjon bøyer lys. Resultatet, publisert i Science, kan endre kursen for fremtidens elektronikk. Funnet åpner for nye måter å styre materiens egenskaper på helt ned til det kvantemekaniske nivået.
Gjennombruddet
Et internasjonalt team ledet av professor Andrea Caviglia ved Universitetet i Genève, i samarbeid med forskere fra Universitetet i Salerno og CNR-SPIN i Italia, har eksperimentelt bekreftet tilstedeværelsen av kvantemeterikk i fast stoff.
I over 20 år har kvantemeterikk vært en teoretisk konstruksjon. Nå er fenomenet observert ved grenseflaten mellom strontiumtitanat og lantanaluminat – et velkjent system for å studere kvanteadferd.
«Konseptet om kvantemeterikk dateres tilbake omkring 20 år, men i lang tid ble det ansett som rent teoretisk. Først de senere årene har forskere begynt å utforske de konkrete effektene på materiens egenskaper,» forklarer Caviglia, som også er direktør for Institutt for kvantematerefysikk ved universitetet.
Slik ble det påvist
Forskerne avslørte kvantemeterikkens tilstedeværelse ved å se hvordan elektronbaner forvrenges under påvirkning av både kvantemeterikk og intense magnetfelt i faststoffer.
Hovedforfatter Giacomo Sala forklarer: «Dens tilstedeværelse kan avsløres ved å observere hvordan elektronbaner blir forvrengt under den kombinerte påvirkningen av kvantemeterikk og intense magnetfelt som påføres faststoffer.»
En indre geometrisk struktur i kvantematerie som beskriver krumningen av det kvantemekaniske rommet elektronene beveger seg i, og som dermed påvirker materialers mikroskopiske egenskaper.
Hvorfor det betyr noe
Lokale endringer i kvantgeometrien kan omdirigere elektronbevegelse på måter som minner om hvordan gravitasjon bøyer lys. Studien viser at kvantemeterikk ikke er en sjelden kuriositet, men en grunnleggende egenskap i mange materialer.
- Publisert i: Science
- Institusjoner: Universitetet i Genève, Universitetet i Salerno, CNR-SPIN
- Plattform: Grenseflaten mellom strontiumtitanat og lantanaluminat
- Kjernefunn: Eksperimentell bekreftelse av kvantemeterikk
Frekvensområdet rundt en billion hertz (1012 Hz), relevant for ultra-rask elektronikk og kommunikasjon.
Mulige konsekvenser
Oppdagelsen peker mot nye veier for å utforske og utnytte kvantgeometri på tvers av materialer – med potensial for ultra-rask elektronikk og kvanteteknologi.
- Kan bane vei for elektronikk som opererer ved terahertz-frekvenser.
- Viktig for superledning og lys–materie-interaksjoner.
- Åpner for å designe materialer med presise elektroniske, optiske og transportegenskaper.
«Disse oppdagelsene åpner nye veier for å utforske og utnytte kvantgeometri i et bredt spekter av materialer, med store konsekvenser for fremtidig elektronikk som opererer ved terahertz-frekvenser (en billion hertz), samt for superledning og lys-materie-interaksjoner,» avslutter Andrea Caviglia.
Fra teori til praksis
Etter tiår som teori er kvantemeterikken nå eksperimentelt verifisert. Ifølge forskerne representerer dette et avgjørende skritt mot å forstå hvordan kvantemekanikk former materiens egenskaper, og mot praktiske anvendelser i teknologi.
Hovedpoenget: Ved å avdekke kvantemeterikkens rolle i å bøye elektronbaner, har forskerne lagt grunnlaget for neste generasjons materialdesign og mulig ultra-rask elektronikk. Det neste steget blir å kontrollere denne skjulte geometrien for å skreddersy egenskaper i nye materialer.
Kommentarer
0 kommentarer
Vi godtar kun kommentarer fra registrerte brukere. Dette gjør vi for å opprettholde en trygg og respektfull debatt, samt for å unngå spam og misbruk. Registrering er gratis og tar bare noen sekunder.
Du må være innlogget for å kommentere. Logg inn eller registrer deg for å delta i diskusjonen.