2017-12-25

Physiker entdecken völlig neuartiges Quantenmaterial, das von der klassischen Physik nicht definiert werden kann


Physiker entdecken völlig neuartiges Quantenmaterial, das von der klassischen Physik nicht definiert werden kann

Ein internationales Team von Physikern ist über ein völlig neues Material gestolpert, das sie "Weyl-Kondo Semimetal" genannt haben. 

Das "Halbmetall" gehört zu einer Kategorie von Substanzen, die als "Quantenmaterialien" bekannt sind. Das Wort Quanten in 'Quantenmaterialien' bedeutet, dass sie Eigenschaften haben, die von der klassischen Physik nicht beschrieben werden können, und daher müssen wir uns auf die Quantenphysik berufen.

Vorläufig versuchen Forscher, die mit Quantenmaterialien arbeiten, zu verstehen, wie sie funktionieren und wie nützlichere erzeugt werden können.

"Das Wort Quanten in 'Quantenmaterialien' bedeutet, dass sie Eigenschaften haben, die von der klassischen Physik nicht beschrieben werden können und daher müssen wir uns auf die Quantenphysik berufen", sagte Dr. Amalia Coldea, eine Quantenmaterialforscherin an der Universität Oxford.

"Oft beziehen wir uns auf Materialien, bei denen es sehr starke Wechselwirkungen zwischen ihren Komponenten gibt - Mann kann nicht wissen, welche Eigenschaften sie haben werden, und es ist nicht vorhersehbar."

Da Wissenschaftler nicht unbedingt die Theorien haben, um das Verhalten von Quantenmaterialien vorherzusagen, erstellen sie diese oft zuerst experimentell und messen sie dann, um ihre Eigenschaften zu beobachten.

Das neue Material, das in PNAS vorgestellt wurde, ist auf diese Weise entstanden. Wissenschaftler entwickelten das Material (Wien, Österreich) und die Theorie (Rice University, Texas) parallel.

Prof. Buehler-Paschen und ihr Team experimentierten in sehr spezifischen Kombinationen mit Strukturen aus den Metallen Cer, Wismut und Palladium.

Diese Arbeit führte dann zu theoretischen Arbeiten, die von Dr. Hsin-Hua Lai und seinem Team an der Rice University durchgeführt wurden, die das Potenzial für die Schaffung eines völlig neuen Materials erkannten.

"Wir sind wirklich nur auf ein Modell gestoßen, in dem wir plötzlich feststellten, dass die Masse von der 1000-fachen Masse eines Elektrons auf Null gegangen ist", sagte Dr. Lai.

Die Wissenschaftler erkannten, dass diese Teilchen aufgrund eines Phänomens entstanden sind, das als "Kondo-Effekt" bekannt ist, was dazu führte, dass sie ihr neues Material Weyl-Kondo Semimetal nannten.

Gegenwärtig entwerfen wir diese Materialien, um neue Effekte zu finden. Wir suchen nach ihnen, weil diese Effekte mit technologischen Anwendungen wie dem Quantencomputer sehr nützlich sein könnten.

Von Josh Gabbatiss über Independent

Quelle: http://strangesounds.org/2017/12/physicists-find-an-entirely-new-materiala-quantum-material-which-they-have-called-weyl-kondo-semimetal.html

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