Le quasiparticelle sono eccitazioni quasi elementari che possono esistere in alcuni materiali a temperature molto basse. Sono come particelle reali, ma non sono fatte di materia. Invece, sono costituiti da energia e slancio.
La teoria standard delle quasiparticelle si basa sul presupposto che le quasiparticelle siano indipendenti l'una dall'altra. Tuttavia, il nuovo studio mostra che questa ipotesi viene meno in un punto critico quantistico. Un punto critico quantistico è un punto nel diagramma di fase di un materiale in cui le proprietà del materiale cambiano drasticamente.
I risultati dello studio potrebbero avere implicazioni per lo sviluppo di nuove tecnologie quantistiche. Ad esempio, i computer quantistici utilizzano i qubit per archiviare informazioni. I qubit sono fatti di quasiparticelle. Il nuovo studio suggerisce che il comportamento dei qubit potrebbe essere influenzato da punti critici quantistici. Ciò potrebbe portare allo sviluppo di nuovi computer quantistici più potenti ed efficienti.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Nature Physics.
Nella meccanica quantistica, una quasiparticella è un oggetto simile a una particella che può esistere in una teoria quantistica dei campi. Le quasiparticelle non sono particelle reali, ma possono essere usate per descrivere il comportamento delle particelle reali in determinate situazioni.
Ad esempio, nella teoria della superconduttività, le quasiparticelle chiamate fononi vengono utilizzate per descrivere le vibrazioni degli atomi in un superconduttore. Queste vibrazioni sono responsabili della capacità del superconduttore di condurre l'elettricità senza resistenza.
Un altro esempio di quasiparticelle è la lacuna elettronica. Una lacuna elettronica è una quasiparticella che rappresenta l'assenza di un elettrone in un semiconduttore. I buchi elettronici possono muoversi attraverso un semiconduttore proprio come gli elettroni reali e possono essere utilizzati per creare dispositivi elettronici come i transistor.
Le quasiparticelle sono un potente strumento per comprendere il comportamento dei materiali a livello quantistico. Possono essere usati per descrivere un'ampia varietà di fenomeni, tra cui superconduttività, superfluidità e magnetismo.
Un punto critico quantistico è un punto nel diagramma di fase di un materiale in cui le proprietà del materiale cambiano drasticamente. In un punto critico quantistico, le interazioni tra le particelle nel materiale diventano così forti che il comportamento del materiale non può più essere descritto dalle leggi standard della fisica.
I punti critici quantistici sono interessanti perché possono fornire informazioni sulla natura fondamentale della materia. Studiando i punti critici quantistici, i fisici possono imparare di più sulle forze che tengono insieme gli atomi e sulle interazioni tra le particelle.
I punti critici quantistici sono importanti anche per lo sviluppo di nuove tecnologie. Ad esempio, i computer quantistici potrebbero utilizzare i punti critici quantistici per eseguire determinati calcoli molto più velocemente dei computer classici.
Nel nuovo studio, i fisici dell’Università della California, Berkeley, hanno studiato il comportamento delle quasiparticelle in un punto critico quantistico. Hanno scoperto che la teoria standard delle quasiparticelle fallisce in un punto critico quantistico.
Questa scoperta mette in discussione la nostra attuale comprensione di come si comportano i materiali a temperature molto basse e potrebbe avere implicazioni per lo sviluppo di nuove tecnologie quantistiche.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Nature Physics.
