В последнем выпуске журнала «Science» Американской ассоциации содействия развитию науки (AAAS) канадский ученый из института теоретической физики (Perimeter Inst. for Theoretical Physics, Ontario) Хиао-Ганг Вен (Xiao-Gang Wen) представляет современный взгляд на состояние вещества.
Используя последние достижения в области математики, Вен с сотрудниками предложили новую, квантовую классификацию фаз материи. Это открытие, возможно, позволит проектировать новые материалы с заданными свойствами, необходимыми при создании квантовых компьютеров или сверхпроводников.
Традиционно, классификация фаз материи основывалась на симметрии расположения составляющих ее первичных «кирпичиков», обычно атомов.
Вода, рассматривалась, как образец очень высокой симметрии. Так, если предположить, что вы находитесь внутри нее, атомы беспорядочно циркулируют вокруг вас, и поэтому свойства воды в любом направлении, вверх, вниз или вбок, – одинаковы.
Кристаллический лед уже имеет более низкую степень симметрии, так как его свойства отличаются в разных направлениях. Хотя в кристаллах льда имеются повторяющиеся структуры, но, говоря языком физики, «симметрия жидкости разрушена».
Впервые попытку классификации фаз материи через анализ степеней «разрушения симметрии» сделал еще ученый-физик Л. Д. Ландау, и эта методика долгое время считалась неоспоримой. Но исследователи из Канады предложили новую квантовую систему классификации, согласно которой существует огромное количество фаз вещества, имеющих одинаковую степень симметрии по Ландау, но, согласно открытию Вен, имеющих разную «топологическую упорядоченность», основанную на квантовых свойствах материи.
По данным – phys.org
