Kvasipartiklar är kvasi-elementära excitationer som kan förekomma i vissa material vid mycket låga temperaturer. De är som riktiga partiklar, men de är inte gjorda av materia. Istället består de av energi och fart.
Standard kvasipartikelteorin bygger på antagandet att kvasipartiklar är oberoende av varandra. Den nya studien visar dock att detta antagande går sönder vid en kvantkritisk punkt. En kvantkritisk punkt är en punkt i fasdiagrammet för ett material där materialets egenskaper förändras drastiskt.
Studiens resultat kan få konsekvenser för utvecklingen av ny kvantteknologi. Till exempel använder kvantdatorer qubits för att lagra information. Qubits är gjorda av kvasipartiklar. Den nya studien tyder på att beteendet hos qubits kan påverkas av kvantkritiska punkter. Detta kan leda till utvecklingen av nya kvantdatorer som är mer kraftfulla och effektiva.
Studiens resultat publicerades i tidskriften Nature Physics.
Inom kvantmekaniken är en kvasipartikel ett partikelliknande föremål som kan existera i en kvantfältteori. Kvasipartiklar är inte riktiga partiklar, men de kan användas för att beskriva verkliga partiklars beteende i vissa situationer.
Till exempel, i teorin om supraledning, används kvasipartiklar som kallas fononer för att beskriva vibrationerna hos atomerna i en supraledare. Dessa vibrationer är ansvariga för supraledarens förmåga att leda elektricitet utan motstånd.
Ett annat exempel på kvasipartiklar är elektronhålet. Ett elektronhål är en kvasipartikel som representerar frånvaron av en elektron i en halvledare. Elektronhål kan röra sig genom en halvledare precis som riktiga elektroner, och de kan användas för att skapa elektroniska enheter som transistorer.
Kvasipartiklar är ett kraftfullt verktyg för att förstå materialens beteende på kvantnivå. De kan användas för att beskriva en mängd olika fenomen, inklusive supraledning, superfluiditet och magnetism.
En kvantkritisk punkt är en punkt i fasdiagrammet för ett material där materialets egenskaper förändras drastiskt. Vid en kvantkritisk punkt blir interaktionerna mellan partiklarna i materialet så starka att materialets beteende inte längre kan beskrivas av fysikens standardlagar.
Kvantkritiska punkter är intressanta eftersom de kan ge insikt i materiens grundläggande natur. Genom att studera kvantkritiska punkter kan fysiker lära sig mer om krafterna som håller samman atomer och växelverkan mellan partiklar.
Kvantkritiska punkter är också viktiga för utvecklingen av ny teknik. Till exempel kan kvantdatorer använda kvantkritiska punkter för att utföra vissa beräkningar mycket snabbare än klassiska datorer.
I den nya studien studerade fysiker vid University of California, Berkeley, beteendet hos kvasipartiklar vid en kvantkritisk punkt. De fann att standard kvasipartikelteorin bryts ner vid en kvantkritisk punkt.
Detta fynd utmanar vår nuvarande förståelse av hur material beter sig vid mycket låga temperaturer och kan få konsekvenser för utvecklingen av ny kvantteknologi.
Studiens resultat publicerades i tidskriften Nature Physics.
