Od prawie wieku kwazicząstki, obiekty kwantowe o unikalnych właściwościach, stanowią wyzwanie dla naukowców. Teraz zespół fizyków z Uniwersytetu Yale dokonał znaczącego przełomu, demonstrując większą kontrolę nad tymi nieuchwytnymi bytami. Odkrycie to, ujawnione w *Nature Physics*, podważa ustalone zasady naukowe i stanowi obietnicę postępu w badaniach kwantowych.
Kwazicząstki to „emergentne” obiekty kwantowe, w których centralna cząstka oddziałuje z otaczającymi cząstkami, wykazując zbiorowe właściwości, których nie można znaleźć w pojedynczych składnikach. Są one kluczowe dla zrozumienia oddziałujących układów kwantowych stosowanych w komputerach, czujnikach i innych urządzeniach. Jednak ich złożone interakcje utrudniają skuteczne badania.
Nir Navon, profesor nadzwyczajny fizyki na Yale, wyjaśnił, że manipulując prostym sterowaniem, mogą zmieniać właściwości kwazicząstek, porównując to do przekształcenia konia w jednorożca poprzez zarządzanie otaczającym pyłem. Zespół z Yale stworzył kontrolowane eksperymenty symulujące zjawiska kwantowe, koncentrując się na polaronach Fermiego, kwazicząstkach utworzonych przez zanieczyszczenia oddziałujące z fermionami.
Chłodząc atomy manipulowane laserem do temperatur nanoKelvina i stosując precyzyjną kontrolę częstotliwości radiowej, naukowcy osiągnęli bezprecedensowy wpływ na polarony Fermiego. Michael Knap z Uniwersytetu Technicznego w Monachium zauważył, że ten poziom kontroli może prowadzić do nowych stanów kwantowych, które przeczą termodynamice, co skłania do dalszych badań nad tymi egzotycznymi stanami.
Zdolność do manipulowania kwazicząstkami otwiera możliwości zrozumienia i kontrolowania układów kwantowych w nowatorski sposób. Navon przewiduje możliwość kontrolowanego niszczenia lub ożywiania kwazicząstek, wypełniając lukę między dobrze zrozumiałymi a obecnie nieuchwytnymi układami kwantowymi. Ten postęp może zrewolucjonizować nasze rozumienie mechaniki kwantowej i jej potencjalnych zastosowań.