Trạng thái vật chất mới được phát hiện có ý nghĩa lịch sử với máy tính hiện đại

  • 36
  • 7.652

Như vậy các nhà nghiên cứu đã bổ sung thêm được một thể vật chất lượng tử mới trong danh sách của mình.

Ngoài bốn trạng thái vật chất "cổ điển" gồm: rắn, lỏng, khí và plasma, các nhà khoa học đã khám phá ra nhiều thể vật chất mới như thể siêu lỏng Superfluid, thể thủy tinh v.v..

Và gần đây nhất là trạng thái vật chất Quantum Spin Liquid (hay thể "lỏng lưỡng tử quay"). Và thay vì chỉ đóng vai trò lớn trong nền vật lý lý thuyết như những khám phá về trạng thái vật chất gần đây: thể kim loại Jahn Teller, khám phá về thể vật chất mới này sẽ thúc đẩy quá trình nghiên cứu và phát triển thế hệ máy lượng tử đầu tiên.

Khám phá về thể vật chất mới sẽ thúc đẩy quá trình nghiên cứu và phát triển thế hệ máy lượng tử đầu tiên.
Khám phá về thể vật chất mới sẽ thúc đẩy quá trình nghiên cứu và phát triển thế hệ máy lượng tử đầu tiên.

Tính chất cụ thể của dạng vật chất mới này khiến cho những hạt electron dù ở nhiệt độ thấp thay vì sắp xếp và hướng đến cùng một chiều cực lại duy trì sự hỗn độn của mình. Trong thực nghiệm, nhóm khoa học tại đại học Cambridge Anh cùng một nhóm đến từ Viện nghiên cứu quốc gia Oak Ridge Hoa Kỳ đã sử dụng công nghệ tán xạ nơ-tron để "nhìn" thấy hiện tượng kỳ lại này ở tầng siêu vi.

Và họ đã hết sức thỏa mãn khi lần đầu thu thập thành công bằng chứng xác thực về sự tồn tại của hạt fermion Majorana, một loại hạt không thực sự là hạt vật chất bình thường mà chính xác hơn là một miêu tả về một hành vi biến đổi của electron.

Thực ra, tuy đã được phán đoán về sự tồn tại của trạng thái vật chất mới này từ 40 năm trước nhưng do hạn chế về kỹ thuật công nghẹ chỉ đến bây giờ các nhà nghiên cứu mới có cơ hội quan sát hành vi thực tế của thể vật chất cùng với loại hạt fermion bí ẩn.

Hạt fermion Majorana thuộc phân loại giả hạt non-abelian anyon, phân loại hạt này từ xưa đến này chưa từng được quan sát thấy. Và cũng là loại hạt các nhà khoa học đặt nhiều hy vọng nhất vào việc xây dựng một hệ thống máy tính lượng tử thực thụ.

Hạt fermion Majorana thuộc phân loại giả hạt non-abelian anyon.
Hạt fermion Majorana thuộc phân loại giả hạt non-abelian anyon.

Thành viên của nhóm nghiên cứu Dmitry Kovrizhin vui mừng giải thích: "Đây là một bước tiến quan trọng trong việc hiểu sâu rộng hơn về vật chất lượng tử nói chung. Chúng tôi rất phấn chấn vì đã là nhóm nghiên cứu đầu tiên quan sát được thể vật chất mới - điều này sẽ tạo nhiều cơ hội cho chúng tôi thực hiện những thử nghiệm trong tương lai về lượng tử".

Cập nhật: 09/04/2016 Theo Trí Thức Trẻ
  • 36
  • 7.652

Theo dõi cộng đồng KhoaHoc.tv trên facebook