Kaj je mottness?

Mottness je splošna izolacijska kakovost, ki krepi antiferomagnetizem in se preučuje v fiziki kondenzirane snovi za izolatorje Mott (MI). MI so poimenovani po siru Nevillu Francisu Mottu, angleškem fiziku iz 20. stoletja, ki je leta 1977 prejel Nobelovo nagrado za fiziko. Mottovi izolatorji so edinstveno stanje običajno prehlajenih vzorcev snovi, ki se preučujejo kot superprevodniki, ki bi morali v teoriji pasovne vrzeli pokazati kovinske lastnosti. , vendar zaradi interakcij med elektroni in elektroni dejansko delujejo kot izolatorji. Kot izboljšana kakovost antiferomagnetizma je motnost splošen izraz, ki vključuje vse prej neznane fizikalne lastnosti, ki povečajo antiferomagnetno stanje. Te lastnosti lahko vključujejo fizična opazovanja, kot je sprememba Greenove funkcije v teoriji mnogih teles in dve spremembi predznaka Hallovega koeficienta za razlike napetosti na prevodniku.

Študija motte in Mottovega izolatorja sta vse bolj zanimiva za raziskave fizike od leta 2011 zaradi njihove uporabe na področjih, kot so visokotemperaturni superprevodniki. Tradicionalno so motnost raziskali s hlajenjem plina, kot je rubidij, do stanja, ki je blizu absolutne ničle, in omejevanjem plina tako optično kot magnetno. To stanje snovi je znano kot Bose-Einsteinov kondenzat in ima edinstvene lastnosti, kot je zmožnost upočasnitve svetlobe skoraj do mirovanja, ko fotoni prehajajo skozenj. Posamezni omejeni delci so znani kot bozoni, vendar nadaljnje raziskave od leta 2008 kažejo, da se lahko Mottov izolator uporablja tudi za lovljenje fermionov in vodi do bolj zapletene optične mreže, ki podpira visokotemperaturno superprevodnost.

Optična rešetka, ki prikazuje značilnosti Mottovega izolatorja, je ustvarjena z usmerjanjem treh laserskih žarkov, da se sekajo v Bose-Einsteinovem kondenzatu kot superfluid (SF). Kvantno stanje materiala lahko nato nastavite tako, da ima posamezne prehodne regije kakovosti SF v MI s prilagajanjem moči laserjev ali značilne gostote samega kondenzata. Takšne fizikalne raziskave mottness imajo potencial za ustvarjanje vrste kvantno-optičnih stanj v snovi SF do MI, ki lahko na ukaz oddajajo svetlobne impulze. Teoretično bodo takšne raziskave sčasoma odprle pot za ustvarjanje optičnih kvantnih računalniških mikroprocesorjev, ki bi bili na stotine milijonov krat hitrejši od trenutnih mikroprocesorjev. Sam mikroprocesor bi bil zgrajen na kvantnih logičnih vratih na subatomski ravni, zaradi česar bi bila veliko velikostnih redov manjša od najmanjših tranzistorjev, ki obstajajo v računalniških čipih od leta 2011.