PHYSICS 268R: Quantum Phases of Matter: 28. Chiral spin liquids
Fisikawan di Oak Ridge National Laboratory di Tennessee dan University of Cambridge bersama-sama menemukan keadaan materi baru. Temuan inovatif, dilaporkan dalam jurnal Alam, merinci pengamatan dari keadaan berteori panjang tapi selalu sulit dipahami yang dikenal sebagai "cairan spin kuantum" - di mana elektron tampaknya pecah menjadi potongan-potongan kecil.
"Ini adalah keadaan materi kuantum baru, yang telah diprediksi tetapi belum pernah terlihat sebelumnya," kata Johannes Knolle, seorang ilmuwan di Cambridge's Cavendish Laboratory dan salah satu penulis bersama makalah itu, dalam rilis berita.
Siapa pun yang memiliki pengetahuan dasar fisika tahu ada tiga keadaan utama materi: padatan, cairan, dan gas. Orang-orang dengan sedikit pengetahuan mungkin tahu tentang dua keadaan klasik lainnya: plasma (partikel bermuatan gratis yang membentuk peristiwa energi tinggi), dan koloid ("dalam betweens" membentuk dua keadaan sekaligus, seperti mentega).
Namun ada lebih dari selusin negara lain yang ada, yang hanya dapat diamati pada skala yang sangat kecil atau di bawah peristiwa yang sangat fenomenal. Salah satunya adalah cairan kuantum berputar: keadaan kacau yang membutuhkan sedikit penjelasan lebih lanjut sebelum Anda benar-benar dapat memahami apa yang terjadi.
Menurut mekanika kuantum, setiap partikel dapat menunjukkan dua jenis momentum sudut. Yang pertama adalah momentum sudut orbital, dan yang kedua adalah putaran. Analogi kasar untuk kedua aksi ini adalah sebuah planet yang berputar mengelilingi matahari, menunjukkan orbit dan putaran aksial.
Ketika suatu sistem telah mencapai serangkaian putaran kuantum yang saling berinteraksi, ia dianggap berada dalam keadaan tidak teratur seperti halnya air cair tertata bila dibandingkan dengan es padat. Quantum spin liquid memiliki perilaku yang serupa, tetapi pada suhu rendah. Alih-alih bersatu dalam pola yang seragam, seperti untuk membawa zat bersama-sama dalam keadaan padat, sepotong materi yang berada dalam putaran cairan kuantum akan terus bertindak tidak menentu seperti sup panas yang berantakan. Faktanya, aktivitasnya sangat ekstrem sehingga partikel-partikel itu benar-benar hancur berantakan. Ini adalah adegan yang bertentangan dengan apa yang Anda harapkan di lingkungan yang dingin.
Dalam hal ini, tim peneliti mengamati partikel fraksional yang dikenal sebagai fermion Majorana dalam bahan dua dimensi yang mirip dengan graphene. Apa yang mereka amati mirip dengan model cairan kuantum hipotetis yang dikenal sebagai model Kitaev. Hasil akhirnya mengeja akhir 40 tahun pencarian untuk keadaan ini.
Lebih khusus, pengamatan cairan spin kuantum baru menerangi properti yang dikenal sebagai pembelahan elektron, yang suatu hari dapat membantu dalam membangun jenis baru komputer kuantum yang beroperasi jauh lebih cepat daripada mesin saat ini dengan melewati batas bahan konvensional.
Terobosan semacam itu adalah beberapa dekade ke depan. Namun fakta belaka bahwa kita dapat mengamati keadaan materi baru dalam daging hanyalah tanda lain bahwa manusia belum menggaruk permukaan untuk memahami bagaimana dunia alami bekerja.
Ilmuwan Harvard Temukan Jam Biologis Baru
Dalam upaya memperlambat proses penuaan, para ilmuwan beralih ke jam biologis dalam DNA kita. Dalam sebuah makalah baru-baru ini, para ahli genetika Harvard menggambarkan jam biologis lain dalam bagian baru DNA yang dapat membuatnya lebih mudah untuk mempelajari penuaan di masa depan.
Para Ilmuwan Temukan Lima Bintang Besar Baru, Meledak yang Tidak Terduga
Bintang-bintang terbesar dan paling terang di sekitar galaksi kita mungkin memiliki lebih banyak teman daripada yang kita duga. Para ilmuwan meyakini mereka telah menemukan lima bintang yang mirip dengan dua bintang Eta Carinae, yang sampai saat ini merupakan benda misterius yang mengeluarkan lebih dari lima juta kali cahaya seperti matahari kita dan cenderung meledak. Bahkan, hanya ...
Apa itu Snailfish? Ilmuwan Temukan Spesies Baru di Atacama Trench
Sebuah tim yang terdiri dari 40 ilmuwan dari 17 negara melakukan ekspedisi ke Parit Atacama, salah satu bagian terdalam samudera, untuk menemukan ikan siput tertentu, ikan siput hadal bersayap. Mereka cenderung hidup di kedalaman antara 7.000 dan 8.200 meter.