Lazer darbeleri ve nötron demetleri, manyetik bir malzemede, alışılmış ayrıntılı denge kuralını ihlal eden ve hızla kaybolmak yerine düşük enerjide varlığını sürdüren bir kuantum durumunu ortaya çıkardı.
ABD Enerji Bakanlığı'na bağlı Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'ndan (ORNL) araştırmacılar, meslektaşlarıyla birlikte, kuantum yarı parçacıklarının — magnonların — manyetik özelliklerden sorumlu olduğu bir malzeme üzerinde deney gerçekleştirdi. Sistemi dengeden çıkarmak için hızlı lazer darbeleri kullandılar ve ardından mikroskobik tabloyu ayrıntılı olarak incelemek için ORNL'deki Spallation Neutron Source kaynağında nötron saçılmasını uyguladılar. Nature Communications dergisinde 2026 yılı Kasım ayında yayımlanan sonuçlar, ayrıntılı denge ihlalini gösterdi: normal durumda enerji simetrik olarak soğurulup yayılırken, lazer etkisi altında nötron sinyalleri asimetrik hale geldi ve yalnızca tek yönde fazlalık oluştu.
En beklenmedik olan şey, bu durumun uzun ömürlü olduğunun ortaya çıkmasıydı. Magnon fazlalığı, kısa süreli ısınmadaki gibi hızla kaybolmadı; periyodik lazer darbeleriyle sürdürülerek kararlı bir dengesiz durum oluşturdu. Geri dönmek yerine tek yönde ilerlemeye devam eden bir parçacık akışını, karşıt akışla dengelenmeyen tek yönlü bir cadde gibi düşünün.
Chengyun Hua'nın liderliğindeki ekip, Barry Winn ve Alan Tennant dahil olmak üzere, bu tür ölçümler için özel bir altyapı geliştirmek üzere yıllar harcadı. Daha önce hiç kimse ayrıntılı denge ihlalini yoğun madde ortamında doğrudan araştırmamıştı ve deney, teorik öngörüleri pratikte doğruladı.
Bu keşif, kuantum sistemlerini dengeden uzakta gerçek zamanlı olarak incelemek için bir platform oluşturuyor. Bilgi aktarımı sırasındaki kayıpları azaltarak ve bellek aygıtlarını iyileştirerek, kuantum teknolojileri için manyetik malzemelerin nasıl yönetileceğini anlamaya yardımcı oluyor. Yöntem ayrıca, malzeme üzerinde etkin müdahale altında nötron saçılması için yeni bir standart belirliyor.
Nature Communications dergisinde yayımlanan sonuçlar, kuantum malzemelerine ve bunların bilgi teknolojilerindeki uygulamalarına yönelik gelecekteki araştırmalar için deneysel bir temel sunuyor.
