פולסי לייזר ואלומות נייטרונים חשפו בחומר מגנטי מצב קוונטי שמפר את חוק האיזון המפורט המוכר ומתקיים באנרגיה נמוכה במקום להיעלם במהירות.
חוקרים מהמעבדה הלאומית אוק רידג' (ORNL) של משרד האנרגיה של ארצות הברית, יחד עם עמיתים, ערכו ניסוי בחומר שבו קוואזי-חלקיקים קוונטיים — מגנונים — אחראים לתכונות המגנטיות. הם השתמשו בפולסי לייזר מהירים כדי להוציא את המערכת משיווי משקל, ולאחר מכן הפעילו פיזור נייטרונים במקור הנייטרונים Spallation Neutron Source ב-ORNL כדי לחקור לעומק את התמונה המיקרוסקופית. התוצאות, שפורסמו ב-Nature Communications בנובמבר 2026, הראו הפרה של האיזון המפורט: במצב רגיל האנרגיה נספגת ונפלטת באופן סימטרי, אך תחת השפעת הלייזר אותות הנייטרונים נעשו א-סימטריים, עם עודף בכיוון אחד בלבד.
המפתיע ביותר הוא שהמצב התברר כבעל אורך חיים ארוך. עודף המגנונים לא נעלם במהירות, כפי שקורה בחימום קצר-טווח, אלא נתמך על ידי פולסי לייזר מחזוריים, ויצר מצב לא-שיווי-משקל יציב. תארו לעצמכם זרם חלקיקים שבמקום לחזור אחורה ממשיך לנוע בכיוון אחד, כמו רחוב חד-סטרי שבו התנועה אינה מתאזנת על ידי זרם נגדי.
הצוות בראשות צ'נגיון חואה, ובכללו בארי וין ואלן טננט, השקיע שנים בפיתוח תשתית מיוחדת למדידות כאלה. עד כה איש לא בדק הפרה של האיזון המפורט ישירות בתווך מעובה, והניסוי אימת את התחזיות התיאורטיות הלכה למעשה.
תגלית זו יוצרת פלטפורמה לחקר מערכות קוונטיות הרחק משיווי משקל בזמן אמת. היא מסייעת להבין כיצד לשלוט בחומרים מגנטיים עבור טכנולוגיות קוונטיות, תוך צמצום אובדן מידע בהעברה ושיפור התקני זיכרון. השיטה גם קובעת תקן חדש לפיזור נייטרונים תחת השפעה פעילה על החומר.
התוצאות, שפורסמו ב-Nature Communications, מספקות בסיס ניסויי למחקרים עתידיים של חומרים קוונטיים ויישומם בטכנולוגיות מידע.
