Fizycy z Rice University dokonali przełomu w zrozumieniu dziwnych metali, materiałów sprzeciwiających się konwencjonalnym zasadom elektryczności i magnetyzmu, wykorzystując naukę o informacjach kwantowych. Opublikowane w Nature Communications badanie ujawnia zwiększone splątanie elektronów w krytycznym punkcie zwrotnym, oferując wgląd w zachowanie tych enigmatycznych materiałów.
Zespół kierowany przez Qimiao Si wykorzystał kwantową informację Fishera (QFI) do pomiaru ewolucji interakcji elektronów w ekstremalnych warunkach. Ich badania wskazują, że splątanie elektronów, podstawowe zjawisko kwantowe, osiąga szczyt w kwantowym punkcie krytycznym - przejściu między dwoma stanami materii.
W konwencjonalnych metalach elektrony poruszają się w przewidywalny sposób, ale dziwne metale wykazują nietypowy opór elektryczny i zachowanie w niskich temperaturach. Koncentrując się na modelu sieci Kondo, naukowcy śledzili utratę quasi-cząstek na rzecz splątania spinu elektronów za pomocą QFI, znajdując szczyty splątania w kwantowym punkcie krytycznym.
To podejście integruje naukę o informacjach kwantowych z fizyką materii skondensowanej, wyznaczając nowy kierunek w badaniach materiałowych. Obliczenia teoretyczne są zgodne z danymi z nieelastycznego rozpraszania neutronów, wzmacniając rolę splątania kwantowego w zachowaniu dziwnych metali.
Zrozumienie dziwnych metali może zrewolucjonizować sieci energetyczne, umożliwiając bardziej wydajną transmisję energii, ze względu na ich związek z nadprzewodnikami wysokotemperaturowymi. Badanie demonstruje również zastosowanie narzędzi informatyki kwantowej do innych egzotycznych materiałów, potencjalnie wzmacniając przyszłe technologie kwantowe.