Физики наблюдали аномальную симметрию в новой фазе материи

Ученые доказали возможность существования уникального квантового состояния в трехмерном пространстве, преодолевая давние представления о границах квантовой физики и открывая горизонт для новых исследований.

Есть особая категория состояний материи, которые не объясняются стандартной моделью нарушения симметрии. Такие состояния называют квантовым порядком. Среди них выделяется топологический порядок, определяющийся дальними квантово-механическими связями между всеми частицами системы, характерной геометрией и повышенной устойчивостью к малым возмущениям, пишет Phys.org.

Традиционно топологические фазы наблюдаются только при крайне низкой температуре около абсолютного нуля, так как любое повышение температуры быстро уничтожает тонкие взаимосвязи, поддерживающие систему. Недавно проведенное исследование описывает необычный случай: новый тип трехмерной топологической фазы вещества, проявляющей феномен двухформной симметрии даже при положительных температурах. Он получил название «фермионный торический код».

Симметрии, присущие различным веществам, отражают фундаментальные свойства материала. Так, жидкости демонстрируют непрерывную трансляционную симметрию, а твердые тела — дискретную, обусловленную их кристаллической структурой. Топологически необычные фазы материи связаны с экзотическими видами симметрии, сигнализирующими о сильной запутанности системы.