Elektronlar, genellikle küçük toplar gibi düşünülse de, kuantum dünyasında daha çok dalgalar olarak tanımlanır. Bu dalgaların özelliklerini açıklamak için fizikçiler, elektronların belirli bir yerde ve özellikte bulunma olasılıklarını modelleyen matematiksel dalga fonksiyonlarını kullanır.
Bu fonksiyonlar, elektronların dalga benzeri doğasının geometrik bir tanımını yapar. Bazı geometriler basit bir eğriye benzerken, diğerleri Möbius şeridi veya Klein şişesi gibi daha karmaşık şekillerde olabilir.
Araştırma ekibi, "kuantum geometrik tensör" (QGT) adı verilen bir özelliği ölçmek için yenilikçi bir teknik geliştirdi. QGT, bir kuantum durumunun geometrik bilgilerini kodlayan fiziksel bir nicelik.
Araştırmacılar, bu ölçümleri yapmak için "açıya duyarlı fotoemisyon spektroskopisi" adı verilen bir yöntem kullandı. Bu teknikle, bir malzeme üzerine fotonlar gönderilerek elektronlar yüzeyden koparıldı ve polarizasyon, spin ve açı gibi özellikleri ölçüldü.
ÇALIMANIN ODAK NOKTASI: 'KAGOME METAL'
Deneyler, kobalt-kalay alaşımından yapılmış tek kristaller üzerinde gerçekleştirildi. Bu malzeme, kuantum özellikleriyle tanınan "kagome metali" olarak biliniyor.
Ekip, bu malzeme üzerinde QGT ölçümlerini tamamladı ve elde edilen sonuçları teorik olarak tahmin edilen kuantum geometriyle karşılaştırarak doğruladı.
Araştırmacılara göre, bu teknik yalnızca kobalt-kalay alaşımı ile sınırlı değil, birçok farklı katı malzemeye de uygulanabilir.
Çalışmanın bulguları, malzemelerde süperiletkenlik gibi genellikle bulunmayan özellikleri keşfetmek için kuantum geometriyi kullanmanın yolunu açabilir.
MIT fizikçisi Riccardo Comin, "Bu çalışmayla daha önce elde edilemeyen bilgileri elde etmek için bir yol haritası geliştirdik" diyerek bu keşfin önemini vurguladı. Kuantum mekaniğinin geometrik yorumları, yoğun madde fiziğinde birçok son gelişmeyi destekliyor ve bu yeni metodoloji, yenilikçi kuantum fenomenlerini anlamak için daha fazla deneysel çalışmayı teşvik edecek.
