بیگ بنگ: فیزیکدانان موسسۀ اطلاعات کوانتوم و ماده در دانشگاه کالیفرنیا موفق به کشف اولین کریستال مایع سه بعدی کوانتومی شدند. دانشمندان معتقدند این کشف که در واقع کشف حالتی جدید از ماده است، می ­تواند در محاسبات فوق ­سریع کوانتومی کاربرد داشته باشد و همچنین این کشف تنها بخشی کوچک از کشف های آینده دانست.

به گزارش بیگ بنگ، مولکول­ های کریستال مایع استاندارد به آزادی جریان دارند؛ به گونه ­ای که گویا مایع هستند اما در عین حال همانند حالت جامد موقعیت آنها جهت­ دار و ثابت باقی می­ ماند. کریستال مایع را می­ توان به صورت مصنوعی تولید کرد؛ صفحه نمایش دستگاه­ های الکترونیکی و یا در موارد طبیعی، کریستال­ های موجود در غشای سلول­ ها، از مثال­ های رایج و معمول این ماده هستند. کریستال مایع کوانتومی برای اولین بار در سال 1999 کشف شد. مولکول­ های این ماده بسیار شبیه به کریستال­ های مایع معمولی رفتار می­ کردند اما الکترون های آن تمایل به جهت­ گیری­ با محور تقارن های ویژه­ ای داشتند.

الکترون های کریستال مایع سه بعدی کوانتومی ویژگی­ های مغناطیسی متفاوتی را بسته به جهت جریان یافتن خود، نشان می ­دهند که محور چرخش ­های مشخصی نیز دارند. تقریبا می­ توان گفت که این مسئله به این معنی است که القای الکتریسیته به این مواد،آنها را تبدیل به آهنربا کرده و یا شدت آنها را تغییر داده و جهت اثرمغناطیسی آنها را از بین می­ برد.

کاربردهای کوانتومی

تیم تحقیقاتی بر این باورند که کریستال مایع سه بعدی کوانتومی می­ تواند در زمینه طراحی و ساخت چیپ ­های کامپیوتری بهتر، به دانشمندان کمک کند که از جهت چرخش الکترون ها نهایت اسفاده را ببرند.کشف این ماده می­ تواند ما را در ساخت کامپیوترهای کوانتومی نیز کمک کند. این نسل از کامپیوترها به لطف طبیعت کوانتومی ذرات سازنده آنها، قادر خواهند بود که کدها را رمزگشایی و محاسبات را با سرعت بسیار بالایی انجام دهند.

دستیابی به رایانه کوانتومی یک چالش به حساب می­ آید؛ به این دلیل که اثرات کوانتومی حساس و ناپایدار می­ باشند. این ذرات به راحتی از طریق تعاملات خود با محیط اطراف، قابل تغییر بوده و از بین می­ روند. اما این مشکل را می­ توان با روشی که نیازمند ماده­ ای مخصوص با نام اَبر رسانای توپولوژیکی می ­باشد، حل کرد که این ماده همان کریستال مایع کوانتومی ما می­ باشد.

دیوید هسی دانشیار فیزیک دانشگاه کالیفرنیا که وظیفه بررسی تحقیقات را نیز بر عهده دارد در نشستی خبری اظهار داشت: «به همان شکل که کریستال­های مایع دو بعدی کوانتومی به عنوان اولین فوق­رسانای با دمای بالا معرفی شدند، می­ توان این کریستال ­های سه بعدی را نیز اولین اَبر ­رسانای توپولوژیکی که در جستجویش بوده ­ایم معرفی کرد. به جای خیال­ پردازی برای کشف اَبر ­رسانای توپولوژیکی، اکنون ما می ­توانیم با استفاده از این کریستال مایع سه بعدی کوانتومی این ماده را تولید کنیم.» جان هارتر از همکاران هسی به خبرنگاران اعلام کرد: « تولید این نوع از فوق­رسانا در برنامه ­های آینده ما جای دارد.»

ترجمه: رضا کاظمی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: futurism.com