Le mode Higgs nouvellement observé est prometteur dans l’informatique quantique
La toute première apparition d’une excitation quantique auparavant indétectable connue sous le nom de mode axial de Higgs excitant en soi est également prometteuse pour le développement et la manipulation de matériaux quantiques à plus haute température pour l’informatique quantique et les sciences de l’information quantique en général.
Contrairement au mode de Higgs régulier, qui est produit par un mécanisme de Higgs qui fournit une masse aux particules fondamentales dans le modèle standard de physique des particules, le mode de Higgs axial est visible à température ambiante. Cette caractéristique permet des expériences plus efficaces et plus rentables pour manipuler des matériaux quantiques pour diverses applications, y compris le stockage de mémoire de nouvelle génération et les dispositifs optoélectroniques qui nécessiteraient autrement des températures extrêmement froides, selon un article écrit par Elizabeth Rosenthal et publié aujourd’hui sur le site Web du Quantum Science Center. .
Le mode Higgs axial se manifeste par une excitation à faible énergie dans les tellurures de terres rares, une classe de matériaux quantiques remarquables pour présenter des interactions d’onde de densité de charge, ou CDW. Ce comportement fait référence à des arrangements d’électrons en interaction dans des matériaux quantiques qui forment des modèles et des corrélations spécifiques.
L’équipe responsable de ces résultats, qui sont publiés dans Nature, était dirigée par des chercheurs du Boston College et comprend des scientifiques de l’Université de Harvard, de l’Université de Princeton, de l’Université du Massachusetts Amherst, de l’Université de Yale, de l’Université de Washington et de l’Académie chinoise des sciences.
Ce résultat est presque élégant dans sa simplicité, il est vraiment rare de trouver une nouvelle particule avec une signature super propre sans beaucoup de fanfare, a déclaré Prineha Narang, citée dans l’article. Narang est professeur adjoint à Harvard et chercheur principal au sein du QSC, un centre de recherche national sur les sciences de l’information quantique du département américain de l’énergie dont le siège est au laboratoire national d’Oak Ridge du DOE.
Pour mesurer le mode Higgs axial, les chercheurs ont utilisé la spectroscopie Raman, une technique vieille de près de 100 ans conçue pour caractériser la structure et les propriétés de matériaux complexes afin d’observer les interférences de voie, ce qui démontre la puissance de la mécanique quantique pour contrôler la matière. Ils ont trouvé cette interférence des voies quantiques dans plusieurs systèmes CDW de terres rares, et ce phénomène a persisté jusqu’à la température ambiante et était insensible au mélange du mode Higgs axial avec des phonons proches ou des vibrations dans le matériau.
L’activité quantique la plus notable n’apparaît qu’à des températures très basses, ce qui nécessite des réfrigérateurs à dilution qui dépendent d’un approvisionnement limité en hélium liquide. Sinon, la physique des matériaux quantiques a tendance à être complètement invisible ou obscurcie par le bruit, ce qui peut faire apparaître et disparaître certaines propriétés si rapidement qu’elles ne peuvent pas être confirmées ou correctement étudiées. Bien que l’équipe ait refroidi ses échantillons de CDW, elle a découvert que la signature, ou la longueur d’onde produite par les mesures de spectroscopie, restait tout aussi propre une fois les matériaux réchauffés à température ambiante.
Les chercheurs prévoient que le mode de Higgs axial existe probablement ailleurs, y compris dans les supraconducteurs et les matériaux magnétiques, ce qui permettrait aux expérimentateurs d’étudier et d’optimiser les systèmes quantiques sans s’appuyer sur des conditions extrêmes ou des installations à grande échelle.
Lien vers l’article complet, https://qscience.org/evasive-quantum-phenomenon-makes-debut-in-routine-tabletop-experiment/