Marius Hoffmann, Maks Plank Cəmiyyəti

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriUzun diapazonlu elektron koherentliyinin təsviri. Kredit: Guo et al

Hamburqdakı Maks Plank adına Materiyanın Struktur və Dinamikası İnstitutunun (MPSD) fizikləri kvant davranışının təəccüblü yeni formasını kəşf ediblər. Ulduz formalı Kaqome kristallarında – ənənəvi Yapon bambuk səbəti ilə toxunmuş naxışdan sonra adlandırılmışdır – adətən səs-küylü izdiham kimi fəaliyyət göstərən elektronlar qəfil sinxronlaşaraq kristalın forması ilə təkamül edən kollektiv “mahnı” əmələ gətirir. “Nature” jurnalında dərc olunan araşdırma göstərir ki, həndəsə özü kvant ahəngdarlığını tənzimləyə bilər və formanın funksiyanı təyin etdiyi materialların inkişafı üçün yeni imkanlar açır.

Superkeçiricilik olmadan uyğunluq

Kvant koherensliyi – hissəciklərin üst-üstə düşən dalğalar kimi sinxron hərəkət etmək qabiliyyəti – adətən elektronların cütləşdiyi və koherent şəkildə axdığı superkeçiricilik kimi ekzotik vəziyyətlərlə məhdudlaşır . Adi metallarda toqquşmalar bu cür uyğunluğu tez bir zamanda məhv edir.

Lakin Kaqome metalı CsV₃Sb₅-da, cəmi bir neçə mikrometr boyunca kiçik kristal sütunları heykəlləndirdikdən və maqnit sahələri tətbiq etdikdən sonra MPSD komandası elektrik müqavimətində Aharonov-Boh kimi salınımları müşahidə etdi. Beləliklə, elektronların kollektiv şəkildə müdaxilə etdiyini, tək hissəciklər fizikasının icazə verəcəyindən çox uzağa bağlı qaldığını göstərir.

Tədqiqatın aparıcı müəllifi Çunyu Quo deyir: “Qarşılıqlı təsirə malik olmayan elektronlar bunu edə bilməz”. “Bu, ardıcıl çoxlu bədən vəziyyətinə işarə edir.”

Formaya həssas kvant vəziyyəti

Daha da təəccüblüdür ki, salınımlar kristalın həndəsəsindən asılı idi. Düzbucaqlı nümunələr naxışları düz bucaq altında dəyişdirirdi, paraleloqramlar isə 60° və 120°-də – həndəsələrinə tam uyğun gəlirdi. MPSD-nin məsul direktoru Filip Moll izah edir: “Elə bil elektronlar düzbucaqlı və ya paraleloqramda olduqlarını bilirlər”. “Onlar ahənglə oxuyurlar və mahnı da olduqları otağa görə dəyişir.”

Kəşf kvant vəziyyətlərinə nəzarət etməyin yeni yolunu təklif edir: materialın həndəsəsini heykəlləndirmək. Ardıcıllığı sadəcə müşahidə etməkdənsə, formalaşdırmaq olarsa, tədqiqatçılar sazlanmış alətlər kimi davranan materialları dizayn edə bilərlər – burada təkcə kimya deyil, struktur onların rezonansını müəyyən edir. Moll deyir: “Kagome metalları bizə həm möhkəm, həm də formaya həssas olan uyğunluq haqqında bir fikir verir”. “Bu, gözləmədiyimiz yeni dizayn prinsipidir.”_{CsV 3} Sb _{5 -də} h / e salınımları . Kredit: Təbiət (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09659-8

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=2612643799&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1761907585&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-10-electrons-synchronize-kagome-crystals-revealing.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQxLjAuNzM5MC41NSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTQxLjAuNzM5MC41NSJdLFsiTm90P0FfQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjE0MS4wLjczOTAuNTUiXV0sMF0.&abgtt=6&dt=1761907585619&bpp=1&bdt=215&idt=32&shv=r20251029&mjsv=m202510290101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1761907332%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1761907332%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1761907332%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=2544120460806&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=3040&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095508%2C31095510%2C31095512%2C31095514%2C31095563%2C31095565%2C95366175%2C95376241%2C31095556%2C42533293%2C95340252%2C95340254&oid=2&pvsid=2114357605516796&tmod=1941919895&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage4.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=164x742_l%7C164x742_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=119

Daha geniş rezonans

Kaqome qəfəsi çox vaxt elektronları həndəsi cəhətdən pozan və maddənin ekzotik fazalarına səbəb olan bir-birinə toxunmuş üçbucaqlar və altıbucaqlıların mürəkkəb dizaynına görə elm adamlarını çoxdan maraqlandırıb.

Hamburq komandasının son tapıntıları bu effektləri atom səviyyəsindən cihazların miqyasına qədər genişləndirərək həndəsənin elektronların kollektiv kvant davranışına təsir etdiyini nümayiş etdirir. Xorun kilsədə konsert zalından fərqli rezonans doğurduğu kimi , bu ulduz formalı kristallardakı elektronlar yeni bir səs çıxarır – bu, təkcə atomların düzülüşündən deyil, həm də formalarından təsirlənir.

Hal-hazırda, bu fenomen laboratoriya parametrləri ilə məhdudlaşır, burada fokuslanmış ion şüaları kristalları mikrometr ölçülü sütunlara formalaşdırır. Bununla belə, bu tədqiqatın nəticələri çox genişdir. Quo deyir: “Artıqlıq sadəcə aşkar edilmək əvəzinə formalaşdırıla bilsə, kvant materiallarının sərhədi kimyadan memarlığa keçə bilər”.

“Bu, material həndəsəsini yenidən formalaşdırmaqla gələcək elektronika üçün kvant funksionallığının layihələndirilməsi üçün yeni bir yol açır .”

Daha çox məlumat: Chunyu Guo et al, Kagome kristallarında çox bədən müdaxiləsi, Təbiət (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09659-8

Jurnal məlumatı: Təbiət 

Max Planck Cəmiyyəti tərəfindən təmin edilmişdir