Tutkijat osoittivat ensimmäistä kertaa aikakiteiden vuorovaikutuksen
Aikakiteiksi kutsutun rakenteen olemassaolo oli pitkään tiedemaailman kiistakapuloita. Kaksi vuotta sitten Aalto-yliopiston tutkijat löysivät uusia todisteita siitä, ettei rakenne ole pelkkää teoriaa vaan voi todella esiintyä aineen olomuotona. Nyt Aallon tutkijat ovat yhdessä kansainvälisten kollegoidensa kanssa pystyneet ensimmäistä kertaa kokeellisesti osoittamaan, että aikakiteet noudattavat kvanttimekaniikan perusperiaatteita.
Perinteinen kiderakenne toistuu tilassa samanlaisena kolmiulotteisena muotona, muodostaen esimerkiksi lumihiutaleita tai timantteja. Aikakide ei sen sijaan toistu tilassa, vaan ajassa. Käytännössä se tarkoittaa, että rakenne hakeutuu itsenäiseen, toistuvaan liikkeeseen riippumatta ulkopuolisten voimien tarjoamasta suunnasta.
“Osoitimme, että hiukkasten liike kahden aikakiteen välillä noudattaa kuuluisaa Josephsonin yhtälöä – ja samalla aikakiteille tyypillinen ajassa toistuminen säilyy muuttumattomana”, sanoo Aalto-yliopiston vanhempi tutkija Vladimir Eltsov.
“Aikakiteiden vuorovaikutuksen havaitseminen ja ohjailu on pitkä edistysaskel, ottaen huomioon, että ennen tätä kahta aikakidettä ei ole koskaan luotu samanaikaisesti”, jatkaa nykyisin Lancasterin yliopistossa tutkijatohtorina työskentelevä Samuli Autti.
Aikakiteen kyky ylläpitää säännöllistä liikettä voi osoittautua hyödylliseksi käytännön sovelluksissa. Koherenssin pitkään säilyttäviä materiaaleja kaivataan kipeästi esimerkiksi kvanttitietokoneiden prosessoreissa.
Tutkimuksen kokeellinen osuus tehtiin Aalto-yliopiston kylmälaboratoriossa, jolla on pitkät perinteet supranesteiden tutkimuksessa. Nature Materials -lehdessä julkaistuun tutkimukseen osallistuivat myös Lancasterin ja Lontoon yliopistot (Iso-Britannia), Yalen yliopisto (USA) sekä Landaun teoreettisen fysiikan instituutti (Venäjä). Tutkimus sai rahoitusta Euroopan unionin Horisontti 2020 -ohjelmasta.
äپٴᲹ:
Englanniksi
Vanhempi tutkija Vladimir Eltsov
puh. 050 344 2428
vladimir.eltsov@aalto.fi
91
Tutkijatohtori Samuli Autti
Lancasterin Yliopisto, UK
s.autti@lancaster.acuk
Lue lisää uutisia
Tuore tutkimus osoittaa: Pandemioissa laumaimmuniteetti ei jakaudu tasaisesti
Pandemioiden torjunnassa ihmisten välisten sosiaalisten verkostojen ymmärtäminen on yhtä tärkeää kuin tietää, kuinka moni on immuuni.
Kvanttiennätys: kubitti pysyi koherenttina millisekunnin ajan
Kvanttilaskennan tehokkuusloikkaa ennakoivan tuloksen tekijät kannustavat muita tutkimusryhmiä toisintamaan kokeen.
Aalto-yliopistoon hyväksyttiin kevään toisessa yhteishaussa 2 053 uutta opiskelijaa
Aalto-yliopistoon hyväksyttiin kevään toisessa yhteishaussa 2 053 uutta opiskelijaa. Uusia kandidaattiopiskelijoita valittiin myös muun muassa avoimen väylän ja siirtohaun kautta.