Para ilmuwan telah menemukan keadaan materi baru dengan sifat kiral

Sebuah kelompok penelitian internasional telah mengidentifikasi keadaan materi baru, yang ditandai dengan adanya fenomena kuantum yang dikenal sebagai arus kiral.

Arus ini dihasilkan pada skala atom melalui gerakan kooperatif elektron, tidak seperti bahan magnetik konvensional yang sifat-sifatnya muncul dari sifat kuantum elektron yang dikenal sebagai spin dan susunannya dalam kristal.

Pentingnya Kiralitas

Desentralisasi, misalnya, adalah suatu sifat yang sangat penting dalam ilmu pengetahuan dan perlu juga dipahami DNA. Dalam fenomena kuantum yang ditemukan, kiralitas arus terungkap dengan mempelajari interaksi antara cahaya dan materi, di mana arus yang sesuai dipolarisasi. Foton Sebuah elektron dapat dipancarkan dari permukaan suatu material dengan keadaan putaran yang jelas.

Penemuan ini dipublikasikan di alamsecara signifikan memperkaya pengetahuan kita tentang material kuantum, pencarian fase kuantum kiral, dan fenomena yang terjadi pada permukaan material.

Potensi penerapan dan implikasinya

“Penemuan keberadaan keadaan kuantum ini dapat membuka jalan bagi pengembangan jenis elektronik baru yang menggunakan arus kiral sebagai pembawa informasi, bukan muatan elektron,” jelas Federico Mazzola, peneliti fisika benda terkondensasi di Universitas Ca' Foscari di Venesia dan ketua tim peneliti. Fenomena ini memiliki dampak penting pada aplikasi masa depan berdasarkan perangkat optoelektronik kiral baru, dan dampak besar di bidang teknologi kuantum untuk sensor baru, serta di bidang teknologi kuantum. biomedis dan energi terbarukan.

Penemuan dan verifikasi

Lahir dari prediksi teoretis, penelitian ini untuk pertama kalinya membuktikan secara langsung keberadaan keadaan kuantum yang hingga saat ini masih misterius dan sulit dipahami berkat penggunaan sinkrotron Italia Elettra. Hingga saat ini, pengetahuan tentang keberadaan fenomena tersebut sebenarnya hanya sebatas prediksi teoritis terhadap material tertentu. Pengamatan mereka terhadap permukaan material padat menjadikannya sangat menarik untuk pengembangan perangkat elektronik ultra-tipis baru.

Kelompok peneliti, yang mencakup mitra nasional dan internasional termasuk Ca' Foscari University of Venice, SPIN Institute, CNR Materials Officina Institute, dan University of Salerno, menyelidiki fenomena material yang sudah dikenal komunitas ilmiah karena sifat elektroniknya. . Untuk aplikasi dalam elektronik spin superkonduktor, namun penemuan baru ini memiliki cakupan yang lebih luas, lebih umum dan dapat diterapkan pada berbagai material kuantum.

Bahan-bahan ini merevolusi fisika kuantum dan perkembangan teknologi baru saat ini, dengan sifat-sifat yang jauh melampaui apa yang dijelaskan oleh fisika klasik.

Referensi: “Tanda permukaan orbital logam kiral” oleh Federico Mazzola, Wojciech Brzeski, Maria Teresa Mercaldo, Anita Guarino, Chiara Beggi, dan Jill A. Miwa, Domenico Di Fazio, Alberto Cribaldi, John Fujii, Giorgio Rossi, dan Pasquale. Orgiani, Sandeep Kumar Chaluvadi, Shini Ponnathum Shalil, Giancarlo Panaccioni, Anupam Jana, Vincent Poliuzic, Ivana Vobornek, Changyoung Kim, Fabio Milito-Granozio, Rosalba Fittipaldi, Carmine Ortex, Mario Cocco dan Antonio Vecchione, 7 Februari 2024, alam.
doi: 10.1038/s41586-024-07033-8