Физики наблюдали аномальную симметрию в новой фазе материи
Есть особая категория состояний материи, которые не объясняются стандартной моделью нарушения симметрии. Такие состояния называют квантовым порядком. Среди них выделяется топологический порядок, определяющийся дальними квантово-механическими связями между всеми частицами системы, характерной геометрией и повышенной устойчивостью к малым возмущениям, пишет Phys.org.
Традиционно топологические фазы наблюдаются только при крайне низкой температуре около абсолютного нуля, так как любое повышение температуры быстро уничтожает тонкие взаимосвязи, поддерживающие систему. Недавно проведенное исследование описывает необычный случай: новый тип трехмерной топологической фазы вещества, проявляющей феномен двухформной симметрии даже при положительных температурах. Он получил название «фермионный торический код».
Симметрии, присущие различным веществам, отражают фундаментальные свойства материала. Так, жидкости демонстрируют непрерывную трансляционную симметрию, а твердые тела — дискретную, обусловленную их кристаллической структурой. Топологически необычные фазы материи связаны с экзотическими видами симметрии, сигнализирующими о сильной запутанности системы.
Авторы исследования описали модель трехмерной системы, имеющей аномальную симметрию при ненулевой температуре. Основой модели стал широко известный торический код, активно используемый в технологиях квантовой коррекции ошибок и топологических квантовых вычислениях. Согласно выводам специалистов, данная система сохраняет необходимую симметрию даже при нагревании, продолжая оставаться сильно запутанной в низших энергетических состояниях. Это открытие стало большой неожиданностью, так как ранее считалось, что подобное явление характерно только для четырехмерных пространств.
Таким образом, впервые доказана реальность существования уникального квантового состояния материи, потенциально подходящего для практического внедрения. Следующая цель ученых — перевести теоретическую модель в практику. Параллельно разрабатываются точные методы диагностики, позволяющие убедиться в правильности полученного результата и достижении требуемой квантовой фазы.
Тем временем российские ученые создали сплав с аномально большой памятью формы.
