Gjennombrudd: Tredimensjonale mysterier løst i kvanteverdenen

Et av fysikkens mest gåtefulle fenomener er for første gang entydig observert i tre dimensjoner. Forskere rapporterer signaler fra emergente fotoner i en 3D kvantespinnvæske, publisert i Nature Physics i desember 2024. Funnet kan endre vår forståelse av kvantematerie – og på sikt styrke utviklingen av kvantecomputere.

Hva er funnet?

Forskere har dokumentert en tredimensjonal kvantespinnvæske med lysliknende oppførsel. I slike materialer fryser ikke atomenes magnetiske egenskaper (spinn) i et ordnet mønster, selv ved absolutt nullpunkt. De forblir i konstant bevegelse, dypt sammenfiltret i en kvantetilstand som trosser klassisk fysikk.

Det virkelig oppsiktsvekkende er observasjonen av emergente fotoner – partikler som oppfører seg som lys, men som oppstår spontant inne i materialet når spinnene samhandler på bestemte måter. Dette har i tiår vært et teoretisk konsept, men har ikke vært entydig bekreftet i tre dimensjoner før nå.

«For første gang kunne vi detektere signaler som sterkt indikerer en 3D kvantespinnvæske – spesielt tilstedeværelsen av såkalte emergente fotoner,» forklarer forsker Silke Bühler-Paschen.

Hvordan ble det påvist?

Teamet, ledet av Pengcheng Dai ved Rice University, brukte avansert nøytronspredning for å undersøke cerium-zirkonium-oksid. Målingene avdekket emergente foton-signaler nær null energi – en kritisk signatur som skiller kvantespinn-is fra mer konvensjonelle faser.

Fakta:
- Kvantespinnvæske: En tilstand der magnetiske spinn forblir uordnede og kvantemekanisk sammenfiltret, selv ved svært lave temperaturer.
- Emergente fotoner: Lysliknende eksitasjoner som oppstår fra kollektive spinnbevegelser i materialet.
- Spinoner: Fraksjonerte spinn-eksitasjoner som samhandler via emergente fotoner.

Parallell bekreftelse

En annen studie fra desember 2024 fant lignende signaler i pyroklor cerium-stannat. Sammen med komplementær forskning fra University of Toronto gir dette utvetydig bevis for kvante-elektrodynamikk-lignende interaksjoner i eksperimentelle data.

Hvorfor betyr det noe?

Dette utvider universet av kvantespinnvæsker til entydig tredimensjonale materialer. Funnet har potensielt stor betydning:

Kvantecomputere: Kvantespinnvæsker med emergente fotoner kan bli nøkkel til mer stabile kvantebiter.
Superledning: Den dypt sammenfiltrede naturen kan kaste lys over høytemperatur-superledning.
Ny fysikk: Spinoner som samhandler via emergente fotoner gir en fundamentalt ny forståelse av hvordan kvantematerie kan organisere seg.

«Denne oppdagelsen av emergente fotoner og spinoner utvider det kjente riket av kvantespinnvæsker inn i entydige tredimensjonale materialer – et gjennombrudd som vil forme fremtidig forskning på dypt sammenfiltret materie.»

Hvem står bak?

Funnene ble publisert i Nature Physics i desember 2024 av et internasjonalt team ledet fra Rice University. Resultatene støttes av studier i cerium-zirkonium-oksid og pyroklor cerium-stannat, samt komplementære analyser fra University of Toronto. Kilder inkluderer Nature Physics, Rice University, ScienceDaily og Physics World.

Konklusjon: Etter flere tiår med teorier og forsøk er det nå konkrete bevis for en 3D kvantespinnvæske med emergente fotoner. Det setter en ny standard for forskning på dypt sammenfiltret materie, og neste fase blir å utforske materialer, mekanismer og mulige teknologiske anvendelser videre.

2. INNHOLD OG ANSVAR

Nyhetsblikk.no publiserer nyhetsartikler og analyser som blant annet kan være automatisk generert ved hjelp av kunstig intelligens (AI), basert på research fra et bredt utvalg av åpne og anerkjente kilder.

Selv om systemet søker å sikre høy grad av nøyaktighet og relevans, kan det forekomme feil, unøyaktigheter eller mangler. Artiklene er ikke manuelt redigert eller forhåndsgodkjent av redaktør.

Nyhetsblikk.no og On-Ramp AS tar ikke redaktøransvar etter Redaktørplakaten eller medieansvarsloven, men følger god praksis for opplysning og transparens.

Vi er åpne for korreksjoner, tilbakemeldinger og ny informasjon som kan bidra til å forbedre innholdet. Slike henvendelser kan sendes til post@on-ramp.no.

3. RETTIGHETER

Alt innhold på nyhetsblikk.no – herunder tekst, bilder, illustrasjoner, grafikk, logoer og design – tilhører On-Ramp AS, med mindre annet er uttrykkelig oppgitt.

Innholdet kan kun benyttes til privat, ikke-kommersiell bruk. Det er ikke tillatt å kopiere, publisere, distribuere eller på annen måte utnytte materiale fra nyhetsblikk.no uten skriftlig samtykke fra On-Ramp AS.

4. ANSVARSBEGRENSNING

Nyhetsblikk.no leveres "som den er", uten garantier for fullstendighet, nøyaktighet, tilgjengelighet eller egnethet for bestemte formål.

On-Ramp AS er ikke ansvarlig for tap, skade eller konsekvenser som måtte oppstå ved bruk av informasjon publisert på nettstedet, med mindre dette skyldes forsett eller grov uaktsomhet.

Lenker til eksterne nettsteder tilbys kun som referanse. On-Ramp AS har ikke ansvar for innhold eller praksis på slike eksterne sider.