Pevná látka, kapalina, plyn, v některých případech také plazma – všechny tyto pojmy v sobě reflektují konkrétních skupenství látek. Nejnovější objevy však naznačují, že by mohly existovat i úplně nové stavy hmoty, které dosud nebyly pozorovány. Jedno z těchto skupenství pak vědci objevili ve světě kvant.
Chirální bose-kapalina nabývá svých vlastností při extrémně nízkých teplotách
Nově objevené skupenství bylo pojmenováno jako chiral bose-liquid state, tedy stav chirální bose-kapaliny, a jde o dosud nepopsanou podobu hmoty. Klíčem k objevu tohoto skupenství bylo dosažení teplot blížících se absolutní nule.Právě za těchto podmínek se totiž vlastnosti částic velmi výrazně mění. V kvantovém měřítku tak tato bose-kapalina disponuje unikátními vlastnostmi, které nelze pozorovat u žádného jiného skupenství.
Kvantová hmota prochází při teplotách blízkých absolutní nule tzv. kinetickou frustrací. Za normálních okolností se částice od sebe odrážejí předvídatelným způsobem, podobně jako například kulečníkové koule.Částice ve frustrovaném kvantovém systému se však chovají nevyzpytatelně.
K objevu skupenství došlo díky speciálnímu přístroji vyvolávajícím frustraci
Týmu čínských a amerických vědců se podařilo sestavit přístroj, který se na frustrované jevy zaměřuje, a dokáže je také sám vytvářet. Výsledkem experimentu byla nová podoba hmoty. Hlavní úlohu v těchto jedinečných vlastnostech materiálu pak hrají především nábojově neutrální částice, jejichž rotaci nelze v tomto stavu ovlivnit ani silným magnetickým polem či bombardováním jinými částicemi.Takové změny jsou totiž běžně pozorovatelné u známých skupenství hmoty, v případě chirální bose-kapaliny k nim však nedochází.
Právě tyto vlastnosti by pak podle vědců, kteří své závěry zveřejnili v časopise Nature, mohly vést k potenciální aplikaci tohoto skupenství například v rámci kvantového šifrování/dešifrování. Jde o speciální oblast kryptografie, která namísto matematických kódů využívá právě kvantové mechaniky.Chirální bose-kapalina by pak mohla vyřešit hned několik logických problémů, které při tomto šifrování mohou vzniknout.
Zdroje:
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06065-w
https://www.sciencealert.com/physicists-discover-a-new-state-of-matter-hidden-in-the-quantum-world
