Vědci se přiblížili k detekci fraktonů: Exotické kvazičástice slibují revoluci v kvantových počítačích

Fraktony, exotické kvazičástice, které se objevují na vrcholech magnetických doménových stěn mezi různými spinovými uspořádáními, jsou nyní blíže k experimentální detekci. Tyto částice jsou výjimečné svou téměř úplnou nehybností a mohou být posunuty pouze jinými fraktony.

Fraktony, exotické kvazičástice, které se objevují na vrcholech magnetických doménových stěn mezi různými spinovými uspořádáními, jsou nyní blíže k experimentální detekci. Tyto částice jsou výjimečné svou téměř úplnou nehybností a mohou být posunuty pouze jinými fraktony. Teoreticky by tato omezená pohyblivost mohla být využita pro robustní ukládání kvantových informací.

Teoretičtí fyzici předpokládají existenci fraktonů v různých systémech, jako jsou kvantové spinové kapaliny. Jedná se o exotické stavy hmoty v krystalech, kde magnetické momenty elektronů nepředpokládají pevné uspořádání ani při absolutní nule, ale zůstávají v neustálém pohybu, podobně jako atomy v kapalině.

Až dosud byla teoretická předpověď fraktonů v kvantových spinových kapalinách možná pouze v rámci vysoce zobecněných teorií kalibračního pole. Výzkumný tým pod vedením Johannese Reuthera a Dr. Nilse Niggemanna nyní učinil významný krok k experimentálnímu ověření tím, že rozšířil teoretickou předpověď na realističtější model pevných látek. Jejich práce byla publikována v časopise Nature Communications.

Předchozí pokusy s modelováním kvantových efektů vedly k neuspokojivým výsledkům, kdy byly fraktony buď zničeny, nebo existovaly pouze jako klasické částice bez kvantových vlastností. Díky vylepšenému modelování, například spinových interakcí, nyní numerické simulace poskytly důkazy pro tuto fázi hmoty. Johannes Reuther zdůraznil, že při modelování této komplexní spinové interakce tým těžil z osobní výměny s kolegy z HZB v experimentální fyzice pevných látek.

Dalším krokem k experimentálnímu ověření je vývoj reálných materiálů, které by reprodukovaly vlastnosti předpokládané v teoretickém modelu. V této souvislosti by Rydbergovy atomové simulátory mohly být zajímavým kandidátem pro detekční experiment.