Квантовый скачок: Обнаружен сверхизлучательный фазовый переход, революционизирующий квантовые технологии

Подтверждено предсказание, сделанное десятилетия назад

Исследователи из Университета Райса совершили новаторский подвиг, непосредственно наблюдая сверхизлучательный фазовый переход (СИФП). Это квантовое явление, предсказанное более полувека назад, обладает огромным потенциалом для квантовых вычислений, связи и сенсорики.

СИФП включает в себя две группы квантовых частиц, коллективно флуктуирующих, образующих новое состояние материи без внешних триггеров. Результаты работы команды были опубликованы в Science Advances.

Преодоление теоретических барьеров

Открытие было сделано в кристалле эрбия, железа и кислорода, охлажденном до -260,9 градусов Цельсия и подвергнутом воздействию магнитного поля в 7 тесла. Исследователи обошли ограничение «теоремы о запрете», создав магнонную версию СИФП в магнитном кристалле.

Дасом Ким, докторант Райса, объяснила, что они реализовали переход, связав спиновые флуктуации ионов железа и эрбия. Магноны ионов железа имитируют вакуумные флуктуации, а спины ионов эрбия представляют флуктуации материи.

Революция в квантовых технологиях

Команда наблюдала сигнатуры СИФП с использованием передовых спектроскопических методов. Исследователи в восторге от последствий для квантовых технологий.

Ким отметила, что система стабилизирует квантово-сжатые состояния вблизи квантовой критической точки перехода, повышая точность измерений. Этот прогресс может революционизировать квантовые сенсоры и вычислительные технологии, улучшив их точность, чувствительность и производительность.

Дзюнъитиро Коно, соответствующий автор исследования, заявил, что этот прорыв устанавливает новую основу для понимания и использования внутренних квантовых взаимодействий внутри материалов.