Průlom ve fyzice: Kvantová fáze umožňuje krystalovým vibracím mísit se, ač to symetrie zakazuje

Symetrie je jedním z nejzákladnějších principů, které řídí přírodu a materiály. Popisuje pravidla, podle nichž objekt zůstává nezměněn po rotaci, odrazu nebo jiných transformacích. V materiálech symetrie určuje uspořádání atomů a elektronů a jejich společný pohyb.

Symetrie je jedním z nejzákladnějších principů, které řídí přírodu a materiály. Popisuje pravidla, podle nichž objekt zůstává nezměněn po rotaci, odrazu nebo jiných transformacích. V materiálech symetrie určuje uspořádání atomů a elektronů a jejich společný pohyb. Klíčové je, že symetrie může dokonce zabránit interakci určitých kolektivních atomových pohybů, známých jako vibrace – některé jsou si jednoduše zakázány „promlouvat“. Nový výzkum však naznačuje, že tato symetrická omezení nemusí být tak rigidní, jak se dosud předpokládalo.

Vědci z Max Planck Society odhalili, že v exotické kvantové fázi se mohou krystalové vibrace mísit, ačkoliv to základní principy symetrie obvykle zakazují. Tento průlomový objev přepisuje dosavadní pravidla a otevírá nové možnosti v oblasti fyziky kondenzovaných látek. Tým osvítil krystal světlem, což umožnilo odhalit oblasti, kde shluky atomů zaujímají opačné orientace, a poodhalit interakce kolektivního pohybu kvantové fáze a atomových vibrací.

Tento výzkum má zásadní význam, protože zpochybňuje fundamentální principy, které dlouho platily pro chování materiálů. Pochopení, jak a proč se tyto vibrace mohou mísit navzdory symetrickým zákazům, by mohlo vést k hlubšímu poznání kvantových jevů a k návrhu zcela nových materiálů s unikátními vlastnostmi, které by nebyly možné s dosavadním chápáním symetrie.