Un gruppo di ricerca guidato da professori del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università di Pittsburgh ha annunciato la scoperta di un nuovo stato elettronico della materia.

Jeremy Levi, un illustre professore di fisica della materia condensata, e Patrick Irvin, un professore associato di ricerca sono coautori del documento "Serie di conduttanza Pascal in LaAIO balistico unidimensionale ₃ /SrTiO ₃ canali." La ricerca si concentra sulle misurazioni in sistemi conduttori unidimensionali in cui gli elettroni si trovano a viaggiare senza dispersione in gruppi di due o più alla volta, piuttosto che individualmente.

Lo studio è stato pubblicato su Scienza il 14 febbraio.

"Normalmente, gli elettroni nei semiconduttori o nei metalli si muovono e si disperdono, e alla fine deviare in una direzione se applichi una tensione. Ma nei conduttori balistici gli elettroni si muovono più come le auto su un'autostrada. Il vantaggio è che non emettono calore e possono essere utilizzati in modi molto diversi dall'elettronica ordinaria. I ricercatori prima di noi sono riusciti a creare questo tipo di conduttore balistico, " ha spiegato Levi.

"La scoperta che abbiamo fatto mostra che quando gli elettroni possono essere fatti attrarre l'un l'altro, possono formare mazzi di due, tre, quattro e cinque elettroni che si comportano letteralmente come nuovi tipi di particelle, nuove forme di materia elettronica".

Levy ha paragonato la scoperta al modo in cui i quark si legano insieme per formare neutroni e protoni. Un indizio importante per scoprire la nuova materia è stato riconoscere che questi conduttori balistici corrispondevano a una sequenza all'interno del triangolo di Pascal.

"Se guardi lungo diverse direzioni del triangolo di Pascal puoi vedere diversi modelli di numeri e uno dei modelli era uno, tre, sei, 10, 15, 21. Questa è una sequenza che abbiamo notato nei nostri dati, quindi è diventato un indizio impegnativo su ciò che stava effettivamente accadendo. La scoperta ci ha messo un po' di tempo per capire, ma è stato perché inizialmente non ci siamo resi conto che stavamo guardando particelle costituite da un elettrone, due elettroni, tre elettroni e così via. Se combini tutto questo ottieni la sequenza di 1, 3, 6, 10."

prelievo, che è anche direttore del Pittsburgh Quantum Institute, notato che le nuove particelle presentano proprietà legate all'entanglement quantistico, che può essere potenzialmente utilizzato per il calcolo quantistico e la ridistribuzione quantistica. Ha detto che la scoperta è un entusiasmante avanzamento verso la fase successiva della fisica quantistica.

"Questa ricerca rientra in uno sforzo più ampio qui a Pittsburgh per sviluppare nuove scienze e tecnologie legate alla seconda rivoluzione quantistica, " Egli ha detto.

"Nella prima rivoluzione quantistica le persone hanno scoperto che il mondo che li circondava era fondamentalmente governato dalle leggi della fisica quantistica. Quella scoperta ha portato alla comprensione della tavola periodica, come si comportano i materiali e ha contribuito allo sviluppo dei transistor, computer, Scanner MRI e tecnologia dell'informazione.

"Ora, nel 21° secolo, stiamo osservando tutte le strane predizioni della fisica quantistica e le rigiriamo e le usiamo. Quando si parla di applicazioni, stiamo pensando all'informatica quantistica, teletrasporto quantistico, comunicazioni quantistiche, rilevamento quantistico:idee che utilizzano proprietà della natura quantistica della materia prima ignorate".