В тот момент, когда законы физики делают перерыв: в бриллианте было обнаружено явление, которое ускользнуло от науки в течение столетия

Вот мост между идеалом и реальным миром.

Международная команда исследователей из Университета науки и технологий впервые экспериментально обнаружила специальные моменты Дирака. Это достижение, описанное в журнале Physical Review Letters, раскрывает новые возможности для разработки следующей генерационной компьютерной технологии.

Чтобы разобраться в открытии, необходимо понять фундаментальные принципы квантового мира. В классической физике состояние частиц характеризуется непрерывным спектром энергий — они могут плавно переходить от одного энергетического состояния в другое. В квантовой механике картина отличается: частицы можно найти только в определенных условиях, таких как ступени лестницы. В особых условиях несколько таких уровней энергии могут совпадать — это явление называется дегенеративным.

В современной физике рассматриваются два типа процессовописано с различными математическими моделями. Гермитовые системы (эрмитовые системы) характеризуют идеализированные закрытые системы, в которых энергия сохраняется без потерь. Напротив, процессы Neermeticians принимают во внимание реальное взаимодействие с окружающей средой, включая рассеяние энергии и другие природные явления.

В не -гермитских системах, в определенных условиях появляются особые точки — уникальные условия, когда уровни слияния энергии демонстрируют необычные свойства. В течение более веков исследований ученые смогли экспериментально исправить только два типа таких условий. Они найдены в специальных материалах — Dirac и Veal Semi -Metal, которые демонстрируют экзотические электронные свойства из -за специфической структуры энергетических зон.

Теперь китайские специалисты смогли найти и подтвердить существование третий — Специальные очки ДиракаS Project Manager Blue June объясняет: эти условия уникальны тем, что они до сих пор объединяют характеристики двух известных видов. Из точек Дирака, наблюдаемых в системах отшельника, они унаследовали особую симметрию уровней энергии. Из классических специальных точек не -гермитских систем — способность объединять свои штаты.

Для эксперимента исследователи использовали алмаз кристалл со специальными дефектами — полостями, в которых отсутствующие атомы углерода были заменены атомами азота. Эти азотные вакуумные центры являются идеальными атомными квантовыми системами: их условия можно контролировать с самой высокой точностью с помощью лазерного излучения и микроволновых полей.

Чтобы создать условия для появления специальных точек Dirac, была разработана специальная математическая модель — не -гермитский гамильтониан. Он включает в себя специальный компонент, квадрат Spina Square (SZ²), который вводится в трехуровневой системе. СПИД — это внутренний импульс частицы — квантовая характеристика, которая не имеет аналогов в классической физике.

Чтобы реализовать теоретическую модель в эксперименте, применяется инновационный метод квантового расширения, разработанный одной и той же научной группой. Этот подход позволяет превращать неэммитскую систему в большую эрмитовую систему, сохраняя при этом все важные физические свойства. Это преобразование позволяет измерить характеристики, которые не могут быть замечены в исходной системе.

Существование единственной точки Дирака было подтверждено двумя независимыми способами. Во -первых, они зарегистрировали действительные собственные значения энергии вблизи места — это означает, что система остается стабильной, несмотря на его неердитальный характер. Во -вторых, они непосредственно захватили дегенерацию квантовых состояний, где уровни энергии слияют особым образом.

Уникальность обнаруженного эффекта заключается в том, что энергетический спектр вблизи точки остается достоверным и не сложным, как в случае обычных специальных моментов. Это свойство допускает адиабатическую эволюцию — плавное изменение параметров без резких прыжков и потери энергии.

Это является фундаментальным для изучения геометрических фаз — фундаментальных характеристик, которые являются результатом циклических изменений в параметрах квантовой системы.

По словам исследователей, их открытие может стать основой для создания более сложных устройств. Точный контроль над условиями микрокосма необходим для применения вычислительных алгоритмов и работы высокочувствительных измерений устройств нового поколения. В долгосрочной перспективе это может привести к созданию более мощных квантовых компьютеров и чрезмерных квантовых датчиков.