Nowy stan materii

Płynne kryształy kwantowe 3D
Fizycy Caltech z Instytutu Informacji Kwantowej i Materii odkryli pierwszy płynny kryształ kwantowy 3D. Jak się oczekuje, ten nowy stan materii będzie miał zastosowanie w ultraszybkim
komputerowym przetwarzaniu kwantowym. Naukowcy uważają, że odkrycie to jest tylko “wierzchołkiem góry lodowej”. Cząsteczki standardowych ciekłych kryształów swobodnie przepływają, jak gdyby były ciekłe, lecz pozostają zorientowane kierunkowo podobnie jak ciało stałe. Ciekłe kryształy mogą być sztucznie wytwarzane jak te na wyświetlaczach urządzeń elektronicznych lub występują w przyrodzie jak te, znajdujące się w biologicznych błonach komórkowych.
Płynne kryształy kwarcowe odkryto po raz pierwszy w 1999 roku; Ich cząsteczki zachowują się podobnie jak w regularnych ciekłych kryształach, ale ich elektrony orientują się wzdłuż pewnych osi. Elektrony kwantowych kryształów ciekłokrystalicznych 3D wykazują różne właściwości magnetyczne w zależności od kierunku przepływu tzn. wzdłuż określonej osi. W praktyce oznacza to, że elektryzując materiały przekształcają je w magnesy lub  zmieniają siłę czy orientację ich magnetyzmu.

Aplikacje kwantowe
Zespół badawczy spodziewa się , że ciekłe kryształki kwantowe 3D mogą przyspieszyć projektowanie i tworzenie bardziej efektywnych komputerowych układów scalonych, pomagając naukowcom wykorzystać kierunek spinu elektronów. Odkrycie ciekłego kryształu kwantowego 3D może również torować drogę do budowy komputerów kwantowych, które będą szyfrować kody i wykonywać inne obliczenia przy znacznie większej szybkości dzięki kwantowej naturze cząstek. Budowa komputera kwantowego jest wyzwaniem, ponieważ efekty kwantowe są delikatne i przejściowe. Mogą być zmieniane lub niszczone po prostu przez ich interakcję z otoczeniem. Problem ten można rozwiązać techniką wymagającą z pomocą specjalnego materiału zwanego topologicznym nadprzewodnikiem – to jest materiału z którego pochodzą kwantowe kryształy 3D. “W ten sam sposób, w jaki kwantowe ciekłe kryształy 2D były pierwowzorem dla nadprzewodników wysokotemperaturowych, tak ciekłe kryształy kwantowe 3D mogą być prekursorami topologicznych nadprzewodników, których szukaliśmy”, stwierdził adiunkt fizyki David Hsieh z Caltech, kierownik nowego zakresu badań w tej dziedzinie w wywiadzie dla wydania prasowego Caltech. “Zamiast polegać na szczęściu czy przypadku w poszukiwaniu nadprzewodników topologicznych, mamy teraz otwartą drogę do racjonalnego tworzenia ich za pomocą ciekłych kryształów kwantowych 3D”, stwierdził John Harter, główny autor nowego badania.

Wg. Futurism.com