Na czele zespołu badawczego zajmującego się tą sprawą stanął Robert Drost. Wraz ze współpracownikami podjął się próby lepszego poznania tych niezwykłych materiałów kwantowych. Jak podkreślają autorzy, mowa o wielkim wyzwaniu, które wymagało nowatorskiego podejścia. Aby sprostać trudnościom, naukowcy stworzyli sztuczny materiał wykorzystując do tego celu pojedyncze komponenty.
Czytaj też: Drukują ludzkie tkanki w 3D. Kiedy z taśmy produkcyjnej zjedzie pierwszy człowiek?
O cechach materiałów kwantowych przesądzają interakcje zachodzące między elektronami. W takich właśnie okolicznościach dochodzi do imponujących zjawisk, na przykład bardzo popularnego ostatnimi czasy nadprzewodnictwa, nie wspominając o złożonych stanach magnetycznych. Za sprawą korelacji kwantowych pojawiaja się również nowe stany elektronowe.
Gdy zachodzą interakcje między dwoma elektronami, to powstają dwa splątane stany określane mianem singletowego i trypletowego. Poprzez dostarczenie energii do układu elektronowego można wywołać wzbudzeniu ze stanu singletowego do trypletowego, co może się nawet rozprzestrzeniać przez materiał w postaci fali splątania. Ta ostatnia jest określana mianem tryplonu. W typowych materiałach magnetycznych takie zjawiska nie występują, natomiast w przypadku kwantowych nie były do tej pory objęte pomiarami.
Wzbudzenie kwantowe obserwowane przez autorów eksperymentu było związane z egzotycznymi kwazicząstkami magnetycznymi zwanymi tryplonami
Aby to zmienić, członkowie zespołu badawczego najpierw zaprojektowali materiał, a następnie objęli go pomiarami. Szczególną uwagę zwrócili na cząsteczki w postaci kobaltu i ftalocyjaniny. Jak podkreślają, o ile wzbudzenia magnetyczne w izolowanych atomach były już śledzone z wykorzystaniem skaningowej spektroskopii tunelowej, tak nie udało się tego jak na razie osiągnąć w przypadku tryplonów. W teorii pomysł był stosunkowo prosty: chodziło o umieszczenie wspomnianych cząsteczek na ograniczonej przestrzeni, a następnie obserwowanie zachodzących interakcji. Jak że w grę wchodzą w takiej sytuacji dwa elektrony, a nie jeden, to mowa o zupełnie odmiennej fizyce.
Czytaj też: Rewolucja w fizyce kwantowej. Naukowcy zaobserwowali coś, co od 50 lat było tylko teorią
Jednym z kluczowych wniosków wyciągniętych przez autorów było to, iż wzbudzenia singletowo-trypletowe mogą przechodzić przez sieci molekularne w formie egzotycznych kwazicząstek magnetycznych, które nazywa się tryplonami. Innymi słowy, udokumentowano możliwość generowania wzbudzeń magnetycznych w sztucznym materiale. Powinno znaleźć to odzwierciedlenie w dalszym rozwoju technologii kwantowych.
