Физики из Университета Райса добились прорыва в понимании странных металлов, материалов, которые не подчиняются обычным правилам электричества и магнетизма, используя науку о квантовой информации. Опубликованное в Nature Communications исследование показывает усиление запутанности электронов в критической точке, предлагая понимание поведения этих загадочных материалов.
Под руководством Цимяо Си команда использовала квантовую информацию Фишера (QFI) для измерения эволюции взаимодействия электронов в экстремальных условиях. Их исследование показывает, что запутанность электронов, основное квантовое явление, достигает пика в квантовой критической точке - переходе между двумя состояниями материи.
В обычных металлах электроны движутся предсказуемо, но странные металлы демонстрируют необычное электрическое сопротивление и поведение при низких температурах. Сосредоточившись на модели решетки Кондо, исследователи отслеживали потерю квазичастиц в запутанности спинов электронов с использованием QFI, обнаружив, что запутанность достигает пика в квантовой критической точке.
Этот подход объединяет науку о квантовой информации с физикой конденсированного состояния, знаменуя новое направление в материаловедении. Теоретические расчеты согласуются с данными неупругого рассеяния нейтронов, усиливая роль квантовой запутанности в поведении странных металлов.
Понимание странных металлов может революционизировать энергосистемы, обеспечив более эффективную передачу энергии, благодаря их связи с высокотемпературными сверхпроводниками. Исследование также демонстрирует применимость инструментов квантовой информации к другим экзотическим материалам, что потенциально может улучшить будущие квантовые технологии.