Οι ερευνητές δείχνουν ότι ένας παλιός νόμος εξακολουθεί να ισχύει για ιδιόμορφα κβαντικά υλικά
Αυτό το θεώρημα είναι γνωστό για πάνω από 40 χρόνια, αλλά οι επιπτώσεις του για τα κβαντικά υλικά εξακολουθούν να διερευνώνται. Σε μια νέα μελέτη, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, του Μπέρκλεϊ και του Πανεπιστημίου του Κολοράντο Boulder έδειξαν ότι το θεώρημα LIEB-Schultz-Mattis μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κατανοήσει τις ιδιότητες μιας κατηγορίας κβαντικών υλικών γνωστών ως υλικών Kitaev.
Τα υλικά Kitaev ονομάζονται από τον ρωσικό φυσικό Alexei Kitaev, ο οποίος πρότεινε για πρώτη φορά την ύπαρξή τους το 2006. Αυτά τα υλικά χαρακτηρίζονται από την ισχυρή σύζευξη περιστροφής-τροχών, η οποία είναι η αλληλεπίδραση μεταξύ των περιστροφών των ηλεκτρονίων και της τροχιακής τους κίνησης. Αυτή η αλληλεπίδραση δημιουργεί μια σειρά ασυνήθιστων ιδιοτήτων, συμπεριλαμβανομένης της ικανότητας να φιλοξενούν φερμιόνια της Majorana, τα οποία είναι quasiparticles που συμπεριφέρονται σαν τα δικά τους αντίπωτα.
Στη μελέτη τους, οι ερευνητές έδειξαν ότι το θεώρημα LIEB-Schultz-Mattis μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εξηγήσει την ύπαρξη φερμίων της Majorana σε υλικά Kitaev. Έδειξαν επίσης ότι το θεώρημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πρόβλεψη των ιδιοτήτων άλλων υλικών Kitaev που δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί.
Αυτά τα ευρήματα αποτελούν ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στην κατανόηση των κβαντικών υλικών. Παρέχουν ένα νέο εργαλείο για τους ερευνητές να χρησιμοποιούν για το σχεδιασμό και τα υλικά μηχανικής με συγκεκριμένες ιδιότητες. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων τεχνολογιών, όπως οι κβαντικοί υπολογιστές και οι συσκευές Spintronic.
Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Physical Review Letters.
