Kümüşden ýasalan kwant LEGO-sy — fizikler maddanyň täze fazasyny açdylar
2026-njy ýylyň maý aýynyň ahyrynda Braun bilen Miçigan uniwersitetleriniň halkara fizikler topary madda öwreniş ylymynda düýpli ylmy üstünlik gazandy. Barlagyň netijeleri abraýly Science ylmy žurnalynda resmi taýdan çap edildi. Alymlar taryhda ilkinji gezek şu wagta çenli diňe nazary matematiki modellerde we kompýuter simulýasiýalarynda bar bolan maddanyň aralyk gurluş fazasyny tejribe arkaly döredip we durnukly ýagdaýda saklap bildiler.
Himiýa professory Ou Çenyň we esasy alym Ýasutaka Nagaokanyň ýolbaşçylygyndaky barlagyň awtorlary tarapyndan çagalaryň LEGO gurluşyk oýnuna deňelýän bu açyş, aýratyn geometriýaly emeli kümüş nano bölejikleriniň dolandyrylýan ýygnalmagyna esaslanýar. Bu üstünlik gymmat bahaly we çylşyrymly kriogen enjamlary talap etmeýän, adaty şertlerde işleýän düýbünden täze nesil kwant materiallaryny döretmegiň ýoluny açýar.
Maddanyň ele düşmeýän geçiş ýagdaýyny durnukly saklamak üçin alymlar kesilen oktaedr görnüşindäki özboluşly kümüş nano bölejiklerini sintez etdiler. Olar “mekonlar” (mecons) diýlip atlandyryldy. Bu bölejikler 14 gyraňly mikrogurluşlar bolup, depeleri kesilen göwherleri ýatladýar.
Sintez döwründe temperaturany üýtgetmek arkaly fizikler bu bölejikleriň görnüşini tegelek görnüşden kub şekiline çenli takyk sazlamagy başardylar. Ondan soňra olar bu bölejikleri ýörite uzyn “ýelmeşýän” molekulalar — ligandlar bilen örtdüler. Elementleriň mejbury öz-özünden tertipleşmegi netijesinde supertor (superlattice) emele geldi we ol giňişlikde doňan ýaly bolup, metalyň täze durnukly fazasyny döretdi.
Esasy täsinlik bu gurluşa adaty ýagtylyk täsir etdirilende ýüze çykdy. Kümüş “mekonlaryň” içindäki elektronlar dessine fotonlar bilen örän güýçli baglanyşyk ýagdaýyna geçdi we ýagtylyk tolkunlary bilen doly sazlaşykly yrgyldap başlady. Şeýlelikde, ýagtylyk bilen maddanyň arasynda kwant mehanikasyna mahsus baglanyşyk döredi. Bu hadysany fizikler öň diňe absolýut noldan (-273°C) biraz ýokary temperaturalarda, suwuk azot ýa-da wakuum şertlerinde synlap bilýärdiler.
Bu ýerde “kwant jadylylygy” nämede? Täze kümüş LEGO gurluşynyň içinde elektronlar — otrisatel zarýadly bölejikler — adaty bolmadyk häsiýet görkezdi. Muny adamdan doly meýdança bilen deňeşdirip bolar: her bir adam öz işi bilen meşgul bolup, biri-birine çaknyşýar. Adaty metaldaky elektronlar hem edil şeýle hereket edýär.
Emma fizikler täze kümüş LEGO gurluşyna ýagtylyk gönükdirenlerinde, “ýagtylyk bilen maddanyň çuňňur güýçli baglanyşygy” diýilýän hadysa ýüze çykdy. Elektronlar birden-bire kämil sazlaşykly topara öwrüldi we ýagtylyk tolkunlary bilen ýüz göterim sinhron ýagdaýda yrgyldap başlady. Şeýlelikde, ýagtylyk bilen elektronlar bir bitewi, bölünmez ulgama öwrüldi. Bu, edil köp adamly meýdançadaky ähli adamlaryň öňünden taýýarlyk görmezden çylşyrymly balet tansyny sazlaşykly ýerine ýetirip başlamagyna meňzeýär.
Bu açyşyň dünýäniň ýokary tehnologiýalar pudagy üçin ähmiýetini artykmaç bahalandyrmak mümkin däl. Sebäbi kwant-optiki hadysalaryň adaty otag temperaturasynda durnukly bolmagy kwant kompýuterleriniň köpçülikleýin öndürilmeginiň öňündäki esasy böwedi aradan aýyrýar.
Adaty ulgamlarda atomlaryň iň kiçi ýylylyk hereketi hem elektronlaryň näzik sinhron “tansyny” bozýar. Emma kümüş nano-LEGO-nyň berk arhitekturasy ulgamy daşky temperatura täsirlerinden ygtybarly goraýar.
Geljekde bu tehnologiýa sowadyş ulgamlary bolmazdan işleýän örän çalt prosessorlary, optiki datçikleri we doly goragly aragatnaşyk kanallaryny döretmäge mümkinçilik berer. Şeýle enjamlar adaty smartfonlarda we beýleki şahsy elektron enjamlarynda ulanylyp bilner.
Braun uniwersitetiniň (Brown University News) metbugat gullugynyň bellemegine görä, döredilen usul diňe bir barlaghana tejribesi däl, eýsem inženerlere aýratyn nano bölejiklerden öňünden meýilleşdirilen täsin häsiýetlere eýe bolan dürli görnüşli metamateriallary taslamaga mümkinçilik berýän umumy usuldyr. Bu bolsa adamyň fiziki dünýäniň mümkinçilikleri baradaky düşünjesini düýpgöter üýtgedip biler.
