Egzotik kuantum fazı olarak bilinen süperışımalı faz geçişini ilk kez doğrudan gözlemlendi. Kuantum teknolojileri için devrim niteliğinde bir adım yolda.



Rice Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, Science Advances dergisinde yayımlanan çalışmalarında kuantum hesaplama, iletişim ve algılama teknolojilerinde devrim yaratabilecek yeni bir kuantum olayını doğrudan gözlemlemeyi başardı.

“Superradiant Phase Transition (SRPT)” olarak adlandırılan bu olay, iki ayrı kuantum taneciği grubunun, herhangi bir dış tetikleyici olmadan uyumlu ve toplu şekilde titreşerek yeni bir madde fazı oluşturmasıyla ortaya çıkıyor.

Bu olağanüstü durum, eriyum, demir ve oksijen elementlerinden oluşan ve eksi 457 Fahrenheit derecede soğutulmuş, üzerine 7 tesla gücünde manyetik alan uygulanan bir kristal içinde gözlendi. Bu değer, Dünya’nın manyetik alanından 100.000 kat daha güçlü bir kuvvet anlamına geliyor.

Rice Üniversitesi’nde Uygulamalı Fizik Yüksek Lisans Programı doktora öğrencisi ve çalışmanın başyazarı olan Dasom Kim, “SRPT daha önce kuantum vakum dalgalanmaları ile madde dalgalanmaları arasındaki etkileşime bağlı olarak tanımlanmıştı. Ancak biz bu geçişi kristaldeki eriyum ve demir iyonlarının spin dalgalanmalarını birbirine bağlayarak gerçekleştirdik,” ifadelerini kullandı.

Kuantum Teknolojisinde Yeni Ufuklar Aralanıyor

Klasik sistemlerde spin, bir taneciğe ilişkin manyetik kutup şeklinde tanımlanır. Bu spinler uyum içinde titreşerek magnon adı verilen kolektif bir durum oluşturur. SRPT, teorik fizikte “no-go teoremi” olarak bilinen bir sınırla çeliştir ve bugüne kadar gerçekleştirilememişti. Ancak bu çalışma, bu sınırı aşarak magnonlar üzerinden yeni bir yol açmayı başardı.



Bilim insanları , spektroskopi teknikleri kullanarak SRPTlar, spektroskopi teknikleri kullanarak SRPT’nin belirgin izlerini gözlemledi. Bu gözlemler, teoride öngörülen enerji sinyallerinin aynısını verdi ve ekibin sonuçlara olan güvenini artırdı.

Kim yaptığı açıklamada şu değerlendirmede bulundu:

“Bu geçişin kuantum kritik noktası yakınında sistem kendiliğinden çok düşük kuantum gürültüsüne sahip sıkıştırılmış durumlara stabil hâle geliyor. Bu da hassas ölçümlerde devrim yaratabilir.”

Kuantum Fiziğinde Kırılma Anı

SRPT modeli, Rice Üniversitesi doktora öğrencisi Sohail Dasgupta tarafından geliştirildi. Dasgupta, bu modeli Japonya’daki Yokohama Ulusal Üniversitesi’nden Motoaki Bamba tarafından daha önceden geliştirilen teoriler üzerine inşa etti.

Rice Üniversitesi’nde Fizik ve Astronomi Bölümü doçenti olan Kaden Hazzard, “Bu çalışma, kuantum optiğindeki kavramların katı madde fiziğine aktarılabileceğini gösteriyor,” dedi.



Çalışmanın yürütücü yazarı olan ve Rice Üniversitesi’nde çeşitli mühendislik dallarında profesör olarak görev alan Junichiro Kono ise şu açıklamayı yaptı:

“Yalnızca iki madde dalgalanmasının etkileşimiyle ortaya çıkan SRPT’yi deneysel olarak göstermek, kuantum fiziği açısından büyük bir kırılma anıdır. Bu çalışma, maddelerin içsel kuantum etkileşimlerinin daha iyi anlaşılması ve kullanılması için yeni bir çerçeve sunuyor.”

Kaynak: [Foruma üye olmadığınız sürece forum içeriğindeki bağlantıları görüntüleyemezsiniz. Foruma üye olmak için TIKLAYIN!]