Физици наблюдават аномална симетрия в нова фаза на материята

Учени доказаха възможността за съществуването на уникално квантово състояние в триизмерно пространство, преодолявайки дългогодишни представи за границите на квантовата физика и откривайки хоризонт за нови изследвания.

Съществува особена категория състояния на материята, които не се обясняват със стандартния модел за нарушаване на симетрията.

Тези състояния се наричат квантов ред.

Сред тях се откроява топологичният ред, определящ се от далечни квантово-механични връзки между всички частици на системата, характерна геометрия и повишена устойчивост на малки смущения, съобщава Phys.org.

Традиционно, топологичните фази се наблюдават само при изключително ниски температури, близки до абсолютната нула, тъй като всяко повишаване на температурата бързо унищожава фините взаимовръзки, поддържащи системата.

Ново изследване описва необичаен случай.

Нов тип триизмерна топологична фаза на веществото, проявяваща феномена двуформена симетрия дори при положителни температури. Тя е наречена „фермионен торически код“.

Симетриите, присъщи на различните вещества, отразяват фундаменталните свойства на материала.

Така, течностите демонстрират непрекъсната транслационна симетрия, а твърдите тела – дискретна, обусловена от кристалната им структура.

Топологично необичайните фази на материята са свързани с екзотични видове симетрия, сигнализиращи за силна квантова преплетеност на системата.

Авторите на изследването описват модел на триизмерна система, притежаваща аномална симетрия при ненулева температура.

Основа на модела е широко известният торически код, активно използван в технологиите за квантова корекция на грешки и топологични квантови изчисления.

Според заключенията на специалистите, тази система запазва необходимата симетрия дори при нагряване, продължавайки да бъде силно преплетена в най-ниските енергийни състояния.

Това откритие е голяма изненада, тъй като по-рано се смяташе, че подобен феномен е характерен само за четириизмерни пространства.

По този начин за първи път е доказано реалното съществуване на уникално квантово състояние на материята, потенциално подходящо за практическо внедряване.

Следващата цел на учените е да превърнат теоретичния модел в практика.

Паралелно се разработват точни методи за диагностика, позволяващи да се потвърди правилността на получения резултат и постигането на желаната квантова фаза.