Впервые обнаружена высокая степень квантовой запутанности в кристалле странного металла размером в несколько сантиметров
Экспериментаторы из Венского технического университета исследовали кристалл так называемого странного металла размером в несколько сантиметров, и обнаружили высокую степень квантовой запутанности. Это стало возможным благодаря четко определенному методу — квантовой информации Фишера. Данная работа устанавливает новый мост между физикой твердого тела и квантовой физикой: квантовую запутанность можно непосредственно количественно оценить в макроскопическом материале типа странного металла. Статья опубликована в журнале Nature Physics.
Фото. Федерико Мацца в ILL. Фото: Венский технический университет.
Теоретическая основа этого подхода была разработана инсбрукским квантовым физиком Петером Цоллером и его командой. Они показали, что концепция квантовой информации Фишера может быть использована для обнаружения квантовой запутанности даже в больших многочастичных системах. Квантовая информация Фишера количественно определяет, насколько чувствительно квантовая система реагирует на изменение. Для совокупности независимых частиц реакция ограничена, поскольку каждая частица вносит свой вклад самостоятельно. Однако, если частицы запутаны, вся система может реагировать сильнее, чем сумма ее отдельных частей.
Команда физиков Венского технического университета создала кристалл из церия, палладия и кремния — странного металла, уже известного своими весьма интригующими квантовыми свойствами, многие из которых до сих пор полностью не изучены. В Институте интегративной медицины в Гренобле аспирант Федерико Мацца бомбардировал кристалл нейтронами и измерил реакцию материала.
Рис. Визуализация усиленной многочастичной запутанности в сценарии разрушения Кондо. Источник: Nature Physics (2026). DOI: 10.1038/s41567-026-03298-0
В обычном материале можно было бы ожидать, что нейтрон передаст свою энергию отдельной частице. Но, анализируя данные с использованием квантовой информации Фишера, была обнаружена реакция, которую нельзя объяснить с точки зрения независимых частиц. Вместо этого она указывает на то, что группы, состоящие как минимум из девяти квантово-запутанных сущностей, действуют коллективно. Это предоставляет прямые доказательства высокой многочастичной квантовой запутанности в твердом теле — макроскопическом объекте, достаточно большом, чтобы его можно было удобно держать в руке.
