Phát hiện photon nổi trong chất lỏng spin lượng tử

"Bằng cách xác nhận một cách dứt khoát các photon nổi và spinon trong Ce₂Zr₂O₇, chúng tôi cung cấp cho cộng đồng khoa học không chỉ câu trả lời cho một câu đố lịch sử mà còn là một nền tảng màu mỡ cho sự đổi mới", Giáo sư Pengcheng Dai từ Đại học Rice cho biết. Trong một khám phá mang tính bước ngoặt được công bố vào ngày 19 tháng 6 năm 2025, một nhóm quốc tế do Đại học Rice dẫn đầu đã xác nhận sự tồn tại của các photon nổi và các kích thích spin phân mảnh trong chất lỏng spin lượng tử cerium zirconium oxide (Ce₂Zr₂O₇). Phát hiện này đánh dấu một bước tiến quan trọng trong vật lý vật chất ngưng tụ, xác định Ce₂Zr₂O₇ là hiện thực hóa ba chiều của trạng thái lượng tử kỳ lạ này. Chất lỏng spin lượng tử, với các đặc tính từ tính độc đáo và sự vướng víu lượng tử mạnh mẽ, từ lâu đã thu hút các nhà vật lý. Việc phát hiện ra các photon nổi, bắt chước hành vi của các photon trong trường điện từ, mở ra những con đường mới cho việc truyền tín hiệu siêu hiệu quả và xử lý thông tin lượng tử. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các kỹ thuật tán xạ neutron phân cực tiên tiến và các phép đo nhiệt động lực học để xác nhận các phát hiện của họ. Những hàm ý của khám phá này vượt ra ngoài vật lý cơ bản, mang đến tiềm năng cho những tiến bộ công nghệ. Chất lỏng spin lượng tử có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc xử lý thông tin lượng tử do khả năng chống lại sự mất kết dính của chúng. Nghiên cứu, được tài trợ bởi Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, Quỹ Gordon và Betty Moore và Quỹ Robert A. Welch, có sự hợp tác từ các cơ sở lớn ở châu Âu và Bắc Mỹ.