Темные частицы. Физики обнаружили скрытое квантовое состояние: почему это важно

Проведя анализ электронов в твердом материале, физики смогли обнаружить квантовые состояния, которые функционально нейтрализуют друг друга. Они скрывают электроны в темных состояниях от наблюдения. Физики считают, что это может помочь объяснить, почему некоторые сверхпроводники ведут себя неожиданным образом. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Physics, пишет Popular Mechanics.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Если посветить фонариком на пустую стену, то можно обнаружить, что луч света создает ряд колец. Это результат явления под названием интерференция. Волны света сталкиваются друг с другом более или менее синхронно. Если волны синхронизированы, то возникает конструктивная интерференция, и получается более яркий сигнал. Если волны не синхронизированы, то возникает деструктивная интерференция, и получается более темный сигнал. Если волны совершенно противоположны, то деструктивная интерференция достигает своего пика, и вообще нельзя получить никакого сигнала.

У электронов также может возникать интерференция, если они имеют разную энергию. Это может привести к существованию темных электронов, то есть электронов в темных квантовых состояниях, которые нельзя увидеть с помощью спектроскопа.

Долгое время считалось, что эти секретные электроны просто не существуют в твердых материалах. Электроны не могут так далеко удаляться друг от друга, поэтому считалось, что совершенно разные энергии невозможны. Но теперь физики обнаружили, что эти состояния встречаются даже в конденсированном веществе, что может оказать существенное влияние на понимание квантовой физики.

По словам авторов исследования, это скрытое состояние может быть недостающей частью информации, которая имеет решающее значение для понимания неуловимых квантовых явлений. Поэтому важно определить существование неизвестных темных состояний в природе и раскрыть их основные механизмы.

Физики занялись поиском темных состояний в кристаллическом материале под названием диселенид палладия. Ученые изучили поведение электронов в этом материале и обнаружили особенности, которые должны были существовать, но их нельзя было увидеть. Физики изучили материал, используя несколько поляризаций света, чтобы убедиться, что темные состояния, которые были обнаружены, являются результатом поведения электронов, а не света, используемого для их изучения. Результаты показали, что свет здесь ни при чем.

Физики считают, что обнаружение темных электронов не является случайностью, а это признак того, что темные состояния, вероятно, встречаются повсюду в природе.

По словам ученых, это открытие может объяснить, почему некоторые материалы ведут себя как сверхпроводники в неожиданных условиях.

Как уже писал Фокус, еще одно открытие меняет представление о Вселенной. Астрофизики выяснили, как образовались объекты, которых не должно быть. Ученые считают, что нашли разгадку тайны происхождения сверхмассивных черных дыр, которые нарушают существующие теории.

Также Фокус писал о том, что астрономы обнаружили причину возникновения чрезвычайно мощных сверхновых, которые ярче обычных звездных взрывов иногда в 100 раз.