Przedstawiciele Swinburne University opisują przebieg ostatnich eksperymentów w Physical Review Letters. Kluczowym aspektem ich wysiłków było to, że wykryte zachowania są zarezerwowane dla układów jednowymiarowych. Mówiąc krótko: nie spotyka się ich w przypadku dwuwymiarowych i trójwymiarowych odpowiedników.
Czytaj też: Jeden materiał, cztery oblicza. Przełomowe odkrycie japońskich naukowców
Fizycy stojący za tymi ustaleniami wyjaśniają, że w zasadzie nie ma materiałów pozbawionych pewnych niedoskonałości, na przykład w postaci “nadprogramowych” cząstek. Aby zrozumieć, jak ci nieproszeni goście oddziałują z otoczeniem, naukowcy prowadzą eksperymenty, które mają im wyjawić niewyjaśnione do tej pory cechy materiałów.
Te mogą obejmować chociażby przewodzenie prądu elektrycznego czy wytwarzanie światła. Na potrzeby najnowszych działań członkowie zespołu badawczego skorzystali z jednowymiarowej sieci optycznej. Miała ona postać sztucznego kryształu powstałego przy udziale wiązki lasera. Wszystko to z wykorzystaniem tzw. modelu Fermiego-Hubbarda.
Zjawiska kwantowe obserwowane w materiałach 2D i 3D mogą mieć zupełnie inne konsekwencje, gdy występują w układach jednowymiarowych. Autorzy nowych badań to potwierdzili
I choć dotychczasowe doniesienia mogą brzmieć jak coś, co nie będzie miało praktycznego zastosowania, to… jest to błędne założenie. Sami zainteresowani podkreślają, że w grę wchodzą między innymi korzyści dla rozwoju ogniw słonecznych, diod LED bądź tranzystorów. Chodzi o wykorzystanie tych postępów wszędzie tam, gdzie dodatkowe cząstki biorą udział w przenoszeniu ładunku elektrycznego.
W przypadku materiałów 2D i 3D śledzone przez autorów interakcje prowadzą do efektów, które zostały już zbadane. Materiały 1D stanowią jednak znacznie większe wyzwanie. Powstają tzw. anomalne osobliwości Fermiego, które fizycy traktują jak unikalne sygnatury wykazujące, że cząstki w układach jednowymiarowych podlegają zupełnie innym regułom.
Czytaj też: Otworzyli drzwi, których do tej pory nawet nie widzieliśmy. Tak łamiemy prawa fizyki
Poczynione postępy powinny mieć również przełożenie na dalsze działania fizyków w kontekście kolejnych badań. Te powinny wiązać się z dodatkowymi osiągnięciami w fizyce kwantowej, a być może nawet umożliwić spojrzenie na mechanizmy rządzące wszechświatem z nieosiągalnej dotychczas perspektywy.