Открыта вечно существующая форма материи

Фото: Verreson et al., Nature Physics

Немецкие ученые из Института физики сложных систем имени Макса Планка и Мюнхенского центра квантовых наук и технологий выяснили, что квазичастицы способны избежать распада, что делает их потенциально «бессмертными». Об этом сообщает издание Science Alert.

Исследователи рассчитали сложные взаимодействия между квазичастицами со средой, в которой они распространяются, и провели моделирование их распада. Квазичастицы представляют собой коллективные возбуждения в твердых телах, магнитах и топологических фазах (фононы, магноны и анионы). Считалось, что они долговечны в системах с низкой энергией, однако неизбежно распадаются в средах, для которых характерны многочастичные возбужденные состояния.

Оказалось, что «смерть» квазичастиц происходит в случае, когда частицы среды слабо взаимодействуют друг с другом. Однако если среда является конденсированной, то квазичастицы становятся стабилизированными. Например, магнон, представляющий собой возбуждение в системе из спинов, «выживает» в антиферромагнетике Гейзенберга, где должен был распасться. Точнее, распад происходит, но при этом квазичастица перестраивается и через какое-то время возвращается к первоначальному состоянию. Этот процесс может происходить бесконечно.

По мнению ученых, бессмертие квазичастиц наделяет их мощным потенциалом для использования в квантовых вычислительных технологиях.