(agsandrew/iStock/Getty Images) Fast 20 Jahre später Forscher sagten zunächst Elektronenvierlinge voraus , Beweise für ihre Existenz wurden in experimentellen Aufbauten gefunden, was eine völlig neue Sache darstellt Aggregatszustand Das eröffnet ein völlig neues Feld an Möglichkeiten in der Physik.
Technisch gesehen sprechen wir hier von fermionischer Vervierfachung und beziehen uns auf die Art der beteiligten Teilchen und wie sie miteinander interagieren. Nachdem Wissenschaftler es nun gefunden haben, können sie sich an die Arbeit machen, um herauszufinden, wie man es nutzt.
Wenn Sie darüber nachdenken Supraleitung , wo der elektrische Widerstand Null ist, braucht man Elektronenpaare – sogenannte Cooper-Paare – formen und verdichten. Etwas ganz Ähnliches geschieht mit vier Elektronen in diesem neuen Zustand.
„Es wird wahrscheinlich viele Jahre der Forschung erfordern, um diesen Zustand vollständig zu verstehen“, sagt der theoretische Physiker Egor Babaev vom KTH Royal Institute of Technology in Schweden und leitender Forscher der neuen Studie. Babaev machte 2004 die ursprüngliche Vorhersage über diesen Zustand der Materie.
Damit eine Elektronenvervierfachung stattfinden kann, muss verhindert werden, dass sich die Teilchen paaren und im Normalfall ohne Widerstand fließen Supraleiter Bedingungen, etwas, von dem Wissenschaftler bis vor kurzem nicht einmal sicher waren, ob es möglich ist.
Babaev und seine Kollegen untersuchten ein supraleitendes Material auf Eisenbasis namens Ba 1−x K X Glaube 2 Als 2 (siehe unten) für ihre Experimente, zuvor identifiziert als möglicherweise ungewöhnliche Effekte hervorrufend. Das Material wurde bei verschiedenen Temperaturen auf elektrischen Widerstand und andere Eigenschaften getestet.
(Vadim Grinenko/Federico Caglieris)
Die Experimente zeigten Hinweise auf das Aufbrechen der Zeitumkehrsymmetrie, einem physikalischen Konzept, bei dem eine negative Umkehrung von Zeitausdrücken in Formeln dasselbe Ereignis rückwärts laufen lassen oder Bewegungen in die entgegengesetzte Richtung drehen kann.
„Im Falle einer Vier- Fermion „Das Kondensat, das wir melden, wird durch die Zeitumkehr in einen anderen Zustand versetzt“, sagt Babajew .
Zusammengenommen deuten die aus den Experimenten aufgezeichneten Messungen auf eine Fernordnung hin: nicht zwischen Elektronenpaaren (wie bei der Supraleitung), sondern zwischen Paaren von Elektronenpaaren. Das ist fermionische Vervierfachung und ein neuer Zustand der Materie.
Der Zustand der Supraleitung wird überall von verwendet Quantencomputer Zu Magnetresonanztomographie ( MRT )-Scannern, aber es bleibt abzuwarten, was der neue Zustand der Materie erwartet, der durch fermionische Vervierfachung ermöglicht wird. Man spricht von einer BTRS-Quarzmetallphase (Broken Time-Reversal Symmetry).
Mit anderen aktuelle Studien Die Forscher weisen darauf hin, dass immer mehr Supraleiter nicht die Symmetrie oder Stabilität aufweisen, die man zuvor von diesen Materialien erwartet hatte, und sagen, dass diese Art von Zuständen alternativer Materie möglicherweise gar nicht so selten sei.
„Die Experimente werfen eine Reihe neuer Fragen auf und offenbaren eine Reihe anderer ungewöhnlicher Eigenschaften im Zusammenhang mit seiner Reaktion auf thermische Gradienten, Magnetfelder und Ultraschall, die noch besser verstanden werden müssen.“ sagt Babajew .
Die Forschung wurde veröffentlicht in Naturphysik .