Przecław News

Informacje o Polsce. Wybierz tematy, o których chcesz dowiedzieć się więcej w Wiadomościach Przecławia.

Fizycy pokazują metodę projektowania minerałów topologicznych

Fizycy amerykańscy i europejscy wykazali nowy sposób przewidywania, czy związki metaliczne mogą zawierać stany topologiczne wynikające z silnych interakcji elektronowych.

Fizycy z Rice University (od lewej) Chandan City, Li Chen, Kimiao Si i Haoyue Ho w Rice we wrześniu 2022 r. (Zdjęcie: Jeff Fitlow/Rice University)

Fizycy z Rice University, prowadzący badania i współpracujący z fizykami ze Stony Brook University, Wiedeńskiego Uniwersytetu Technologicznego w Austrii (TU Wien), Narodowego Laboratorium Los Alamos, hiszpańskiego Międzynarodowego Centrum Fizyki Donostia oraz niemieckiego Instytutu Fizyki Chemicznej Ciała Stałego im. Maxa Plancka, ujawnili swoją zasadę projektowania Co nowego w badaniu Opublikowano online dziś w Fizyka Przyrody.

W skład zespołu wchodzą naukowcy z Rice, TU Wien i Los Alamos, którzy odkryli Pierwszy silnie związany topologiczny semi-metaliczny W 2017 r. Ten system i inne, nowa zasada projektowania stara się być powszechnie identyfikowana przez: Statystyki ilościowe Ponieważ stany topologiczne mają niezmienne cechy, których nie można wymazać ani utracić w wyniku dekoherencji kwantowej.

„Krajobrazy wysoce skorelowanej materii topologicznej są duże i w dużej mierze niezbadane” – powiedział współautor badania. Qimiao Si, profesor ryżu Harry C. i Olga K. Fizyka i astronomia Wyssa. „Oczekujemy, że ta praca pomoże pokierować jej eksploracją”.

Jedwabna Pasja i Kimao Si
Fizycy Silk-Paschen (po lewej) z Politechniki Wiedeńskiej i Kimiao C z Rice University at Rice w listopadzie 2021 (fot. Tommy Lavergne/Rice University)

W 2017 r. grupa badawcza CV Rice przeprowadziła badanie modelowe i znalazła zdumiewający przypadek materii, który miał zarówno charakter topologiczny, jak i fundamentalny przykład silnej fizyki korelacji, zwany Efekt Kondo, która jest interakcją pomiędzy momentami magnetycznymi wiązania elektronów uwięzionych w atomach metalu a kolektywnymi spinami miliardów przepływających elektronów przewodzących. W tym samym czasie zespół eksperymentalny pod kierownictwem Silke Paschen z TU Wien przedstawił nowy materiał i stwierdził, że ma on takie same właściwości jak rozwiązanie teoretyczne. Dwie grupy nazwały stan materii połączonej hiperlinkami a . Czy Kondo będzie półmetaliczny?. C powiedział, że symetria kryształów odegrała ważną rolę w badaniach, ale analiza pozostała na poziomie dowodu zasady.

„Nasza praca w 2017 roku koncentrowała się na symetrii kryształu typu atom wodoru” – powiedział Sy, fizyk teoretyczny, który spędził ponad dwie dekady na badaniu silnie związanych materiałów, takich jak ciężkie fermiony i niekonwencjonalne nadprzewodniki. „Ale to utorowało drogę do projektowania nowych, połączonych metalicznych topologii”.

READ  Kapsuła SpaceX sprowadza astronautów do domu

wysoce skorelowane materiały kwantowe Są to te, w których interakcje miliardów z miliardami elektronów powodują zbiorowe zachowania, takie jak niekonwencjonalne nadprzewodnictwo lub elektrony, które zachowują się tak, jakby ich normalna masa była ponad 1000 razy większa. Chociaż fizycy studiowali Materiały topologiczne Od dziesięcioleci dopiero niedawno zaczęli badać minerały topologiczne, w których występują silnie skorelowane interakcje.

Jennifer Kanoo
Jennifer Kano jest adiunktem w dziedzinie fizyki i astronomii na Uniwersytecie Stony Brook oraz naukowcem w Centrum Obliczeniowej Fizyki Kwantowej Instytutu Flatiron. (Zdjęcie dzięki uprzejmości J. Cano/Stony Brook University)

Si powiedział, członek Inicjatywa dotycząca ilości ryżu i kierownik Centrum Ryżu dla Materiałów Kwantowych (RCQM).

Morze i Kamienny Potok Jennifer Kanoo Kierował grupą teoretyków, którzy opracowali ramy identyfikacji obiecujących materiałów kandydujących poprzez porównywanie informacji w bazie danych znanych materiałów z wynikami obliczeń teoretycznych opartych na realistycznych strukturach krystalicznych. Korzystając z tej metody, zespół określił strukturę krystaliczną i skład pierwiastkowy trzech materiałów, które były prawdopodobnymi kandydatami do przyjmowania stanów topologicznych wynikających z efektu Kondo.

„” powiedział Kano, profesor fizyki i astronomii w Stony Brook i naukowiec z Instytutu Flatiron Centrum Fizyki Obliczeniowej Kwantowej. „Nasza praca to pierwszy krok w tym kierunku”.

Sy powiedział, że teoretyczne ramy predykcyjne wynikały z uświadomienia sobie, że był Kano po zaimprowizowanej sesji dyskusyjnej, którą zorganizowali w swoich grupach roboczych w Centrum Fizyki Aspen w 2018 roku.

Kimiao Si i Sarah Greif
Fizyk z Rice University Qimiao Si (po lewej) i fizyk z Los Alamos National Laboratory Sarah Grieve w Rice, grudzień 2017 r. (Zdjęcie: Jeff Fitlow/Rice University)

„Założyliśmy, że silnie skorelowane wzbudzenia nadal podlegają wymogom symetrii” – powiedział. „Z tego powodu mogę wiele powiedzieć o topologii systemu bez uciekania się do elementarnych obliczeń, które są często wymagane, ale szczególnie trudne do badania wysoce skorelowanych materiałów”.

Aby przetestować tę hipotezę, teoretycy z Rice i Stony Brook przeprowadzili badania modelowe realistycznych symetrii kryształów. Podczas pandemii zespoły teoretyczne w Teksasie i Nowym Jorku prowadziły intensywne wirtualne dyskusje z Grupą Eksperymentalną Passion w TU Wien. W ramach współpracy opracowano zasadę projektowania topologicznych materiałów półmetalicznych połączonych tymi samymi symetriami, które zastosowano w badanym modelu. Przydatność zasady projektowania zademonstrował zespół Paschen, który wykonał jeden z trzech konkretnych pojazdów, przetestował i sprawdził, czy posiada on oczekiwane cechy.

READ  Według nowego badania przeprowadzonego przez Massachusetts Institute of Technology globalne ocieplenie powoduje większe mieszanie

„Wszystkie dowody sugerują, że znaleźliśmy skuteczny sposób na identyfikację materiałów, które mają pożądane cechy” – powiedział Sy.

Współautorzy badania to: Li Chen, Chandan City i Haoyu Hu z ryżu; absolwentka ryżu Sarah Greiff 17 z Los Alamos National Laboratory; Lukas Fischer, Shenlin Yan, Jako Iguchi i Andrey Prokofiev z TU Wien; oraz Maya Vergnori z Instytutu Chemicznej Fizyki Ciała Stałego im. Maxa Plancka w Dreźnie, Niemcy oraz Donostia International Centre for Physics w Donostia San Sebastian, Hiszpania.

Badania w ryżu były wspierane przez Biuro Badań Naukowych Sił Powietrznych (FA9550-21-1-0356), Narodową Fundację Nauki (DMR-2220603, EIA-0216467, CNS-1338099, DMR-170109, PHY-1607611), Welch Foundation (C-1411) oraz współdzielone obiekty obliczeniowe Rice University Network oraz skorzystały z gościnności Aspen Center for Physics.

Artykuł recenzencki

Topologiczna quasi-metaliczność napędzana silnymi wiązaniami i symetrią kryształu | Fizyka Przyrody | DOI: 10.1038 / s41567-022-01743-4

Li Chen, Chandan City, Haoyu Ho, Maya J. Virginie, Sarah E. Griff, Lucas Fischer, Shenlin Yan, Jakku Iguchi, Andrei Prokofiev, Silk Passion, Jennifer Kano i Kimiao Si

Pobieranie zdjęć

Podpis: Fizycy z Rice University (od lewej) Chandan City, Li Chen, Kimiao Si i Howu Hu w Rice we wrześniu 2022 r. (Zdjęcie: Jeff Fitlow/Rice University)

Podpis: Fizycy Silk Paschen (po lewej) z Politechniki Wiedeńskiej i Kimiau Si z Rice University at Rice w listopadzie 2021 r. (Zdjęcie: Tommy Lavergne/Rice University)

Podpis: Fizyk z Rice University Qimiao Si (po lewej) i fizyk z Los Alamos National Laboratory Sarah Grieve w Rice w grudniu 2017 r. (Zdjęcie: Jeff Fitlow/Rice University)

Podpis: Jennifer Cano jest adiunktem fizyki i astronomii na Uniwersytecie Stony Brook oraz naukowcem w Centrum Obliczeniowej Fizyki Kwantowej Instytutu Flatiron. (Zdjęcie dzięki uprzejmości J. Cano/Stony Brook University)

/Ogólne wydanie. Ten materiał z oryginalnej organizacji (organizacji) może mieć charakter określony w czasie, zredagowany dla jasności, stylu i długości. Wyrażone opinie i opinie są opiniami autora(ów). Zobacz w całości tutaj.