재료의 성격을 이해하려면 전자를 연구하십시오. 테이블 소금은 그 구성에서 전자를 공유하기 때문에 입방 결정을 형성합니다. 전자는 가시 광선을 흡수하여 다시 다시 분류하기 때문에은은 빛납니다. 전자 거동은 거의 모든 재료 특성을 유발합니다 :경도, 전도도, 용융 온도
늦게 물리학 자들은 수많은 전자가 집단 양자 역학적 행동을 보여줄 수있는 방식에 흥미를 느낍니다. 일부 재료에서, 크리스탈 내의 조 3 조 전자는 홍수에서 생존하기 위해 단일 질량으로 뭉친 화재 개미와 같은 단위로 작용할 수 있습니다. 물리학 자들은 초전도성과 같은 이국적인 특성과의 잠재적 인 연결로 인해 이러한 집단적 행동을 이해하고 싶어합니다.
작년에, 2 개의 독립적 인 연구 그룹은 2 차원 항 페로 마그넷으로 알려진 결정을 설계했으며, 전자는 Higgs Boson을 집합 적으로 모방 할 수 있습니다. 연구자들은이 행동을 정확하게 연구함으로써 자료를 지배하는 물리 법을 더 잘 이해하고 잠재적으로 새로운 물질 상태를 발견 할 수 있다고 생각합니다. 연구원들이 이러한 자료에서 그러한 "Higgs 모드"를 유도 할 수있는 것은 이번이 처음이었습니다. Oak Ridge National Laboratory의 물리학자인 David Alan Tennant는“작은 미니 우주를 만들고 있습니다.
두 그룹 모두 중성자로 재료를 펠트하여 전자를 HIGGS와 같은 활성으로 유도했습니다. 이 작은 충돌 중에 전자의 자기장은 수학적으로 Higgs Boson과 유사한 패턴 화 방식으로 변동하기 시작합니다.
HIGGS 모드는 단순히 수학적 호기심이 아닙니다. 크리스탈의 구조가 전자가 이런 식으로 행동 할 수있게되면, 재료는 다른 흥미로운 특성을 가지고있을 가능성이 가장 높다고 Max Planck Solid State Research의 물리학자인 Bernhard Keimer는 다른 그룹을 강조하는 Bernhard Keimer는 말했다.
HIGGS 모드가 나타나면 소위 양자 위상 전이의 위기에 있어야합니다. 화창한 봄날의 눈덩이처럼 그 특성이 크게 변할 것입니다. Harvard University의 물리학 자 Subir Sachdev는 Higgs는 양자 단계 전환의 성격을 이해하는 데 도움이 될 수 있다고 말합니다. 이러한 양자 효과는 종종 기괴한 새로운 재료 특성을 포기합니다.
예를 들어, 물리학 자들은 양자 상 전이가 내부가 아닌 표면에서만 전기를 전도하는 토폴로지 절연체로 알려진 특정 재료에서 역할을한다고 생각합니다. 연구자들은 또한 위상 전이의 중요성은 여전히 불분명하지만 고온 초전도체에서 양자 상 전이를 관찰했다. 이러한 효과를 관찰하기 위해 기존의 초전도체를 절대 제로 근처에 냉각시켜야하는 반면, 고온 초전도 제는 비교적 대담한 액체 질소 조건에서 작동하는데, 이는 수십도 더 높은 액체 질소 조건에서 작동한다.
.지난 몇 년 동안 물리학 자들은 다른 초전도기에서 HIGGS 모드를 만들었지 만 항상 무슨 일이 일어나고 있는지 항상 이해할 수는 없습니다. HIGGS 모드를 연구하는 데 사용되는 전형적인 재료는 복잡한 결정 구조를 가지고있어 직장에서 물리학을 이해하기 어려움을 증가시킵니다.
따라서 Keimer와 Tennant의 그룹 모두 간단한 시스템에서 Higgs 모드를 유도하기 시작했습니다. 이들의 항 피간기는 소위 2 차원 재료였다. 각 결정은 3 차원 덩어리로 존재하지만, 그 청크는 다소 독립적으로 작용하는 2 차원의 원자 층으로 구축된다. 역설적으로,이 2 차원 재료에서 HIGGS 모드를 유도하는 것은 실험적인 과제입니다. 물리학 자들은 그것이 할 수 있는지 확실하지 않았다.
그러나 성공적인 실험은 HIGGS 모드의 진화를 설명하기 위해 기존 이론적 도구를 사용하는 것이 가능하다는 것을 보여 주었다. Keimer의 그룹은 Higgs 모드가 Higgs Boson의 행동과 유사하다는 것을 발견했습니다. 큰 Hadron Collider와 같은 입자 가속기 내부에서 Higgs Boson은 광자와 같은 다른 입자로 빠르게 부패합니다. Keimer의 antiferromagnet에서 Higgs 모드는 Goldstone Bosons라는 입자와 유사한 다른 집단-전자 운동으로 변형됩니다. 이 그룹은 Higgs 모드가 이론적 예측에 따라 진화한다는 것을 실험적으로 확인했습니다.
Tennant의 그룹은 자료를 만드는 방법을 발견했습니다. 이 지식은 다른 재료에서 초전도성과 같은 다른 양자 특성을 켜는 방법을 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다. Tennant는“우리가 이해하고 싶은 것은 시스템에서 양자 행동을 유지하는 방법입니다.
두 그룹 모두 Higgs 모드를 넘어서기를 희망합니다. Keimer는 실제로 그의 항 피로 마그네트에서 양자 상 전이를 관찰하는 것을 목표로하며, 이는 추가적인 이상한 현상을 동반 할 수 있습니다. "이것은 꽤 많이 일어난다"고 말했다. "특정 양자 위상 전이를 연구하고 다른 것이 튀어 나옵니다."
.그들은 또한 탐험하고 싶어합니다. 그들은 더 이상한 물질 속성이 Higgs 모드와 관련이있을 것으로 기대합니다. 잠재적으로 구상되지 않은 모드. 테넌트는“우리의 두뇌에는 양자 시스템에 대한 자연 직관이 없습니다. "자연을 탐험하는 것은 우리가 상상하지 못한 것들로 가득하기 때문에 놀라움으로 가득합니다."
