Sikerült megfigyelni a kvantumkáoszt

A grafén kvantumpöttyök alkalmazásával és fejlett képalkotó technikával először sikerült megfigyelni a kvantumkáosz viselkedését egy nemzetközi kutató csapatnak, a Santa Cruz Egyetem fizikusa, Jairo Velasco vezetésével. A kvantumfizikában sok minden máshogy működik, mint amit a nagyobb léptékű világhoz szokott intuíció sugall – ez alól a káosz sem kivétel.

A grafén pöttyök különleges, 400 nanométeres, kétdimenziós biliárdasztalként szolgáltak az elektronok mozgásának geometriai elemzéséhez. A pötty felett elhelyezett, pásztázó alagútmikroszkóppal helyzetük megbolygatása nélkül érzékelték az elektronok mozgását.

A Harvard Egyetem fizikusa, Eric Heller egy 1984-ben írott elméleti munkájában jutott arra a következtetésre, hogy a káoszban az elektronok nem mozognak véletlenszerűen minden irányban, ehelyett hullámokként egymás pályájával kölcsönhatásba lépve nagyobb sűrűségű pályák alakulnak ki. Ezeket az önmagukba visszatérő pályákat „kvantumsebeknek” nevezték el.

A Nature hasábjain bemutatott kísérlet igazolta Heller elméletét: az elektronok tényleg kvantumseb pályákon kezdtek mozogni. Heller maga is bekapcsolódott a friss tudományos munkába.

A kvantumsebek nem furcsaságok, inkább ablakot jelentenek a furcsa kvantumvilágra

– írta.

A seb pályák körüli, önmagába visszatérő lokalizációt jelent. Ennek a visszatérésnek nincs hosszútávú következménye a normális klasszikus világunkban – hamar elfelejtődnek. De a kvantumvilág örökké emlékszik rájuk.

Az eredmény biztosan megváltoztatja az elektronikát. A kvantumkáosz megismerése a nanoelektronika, a tranzisztorok szintjén teheti még hatékonyabbá a számítástechnikát.

A különleges pályák ismeretében még hatékonyabb chipek tervezhetők, tovább tarthatja magát a fizika korlátaitól szenvedő Moore-törvény, vagyis a kvantumsebek segítségével még több tranzisztor illeszthető egy adott felületre. Ami még jobb, topológiai megoldásokkal mozdíthatja előre az kvantumszámítógépek új korszakának érkezését.

(Phys.org, SciTechDaily)