Фрактоните могат да бъдат следващото поколение носители на информация

Възбудените квазичастици, които са неподвижни в изолирано състояние, се наричат фрактони. Досега учените не са открили материал, който може да съдържа фрактони в себе си, но изследванията на екип от теоретични физици от Германия и Индия се доближават до възможността за създаване на такива материали, които биха могли да се превърнат в следващото поколение носители на информация.

Възбуждането в твърдите тела може да се представи под формата на квазичастици. Така например вибрациите на кристалната решетка, които се увеличават с температурата, могат да се опишат като фонони. Математиката е в състояние да опише такива квазичастици, които никой досега не е наблюдавал в материала. Ако тези квазичастици имат привлекателни свойства, това е основателна причина за учените да разгледат материала по-отблизо.

Такива са например подпространствените частици фрактони. Те нямат кинетична енергия и следователно са напълно неподвижни. Това ги прави идеални кандидати за надеждно съхранение на информацията. Особено след като са придобили способността да се движат при определени обстоятелства, а именно като се носят върху други квазичастици.

„Фрактоните възникват в резултат на математическото разширение на квантовата електродинамика, при което електрическите полета не се разглеждат като вектори, а като тензори – напълно отделени от реалните материали“, обяснява професор Йоханес Ройтер, физик-теоретик от Свободния университет в Берлин.

За да може в бъдеще фрактоните да се наблюдават експериментално, бе необходимо да се намерят възможно най-опростените моделни системи. За тази цел първо бяха създадени октаедрични кристални структури с ъглови атоми, притежаващи антиферомагнитни свойства. В този модел обаче не бяха отчетени квантовите флуктуации, пише Phys.org.

Тогава професор Ройтер и колегите му от индийския институт за първи път включват в изчисленията квантовите флуктуации на осмоъгълна твърдотелна система. В резултат на сложните изчисления става ясно, че по принцип е възможно да се появят фрактони. При това квантовите флуктуации не увеличават видимостта на фрактоните, а по-скоро ги замъгляват, дори при абсолютната нула.

На следващия етап физиците искат да разработят теоретичен модел, в който квантовите флуктуации могат да се увеличават или намаляват. Това ще бъде нещо като междинно състояние между класическата физика на твърдото тяло и предишните модели. Този модел ще позволи много подробно изучаване на разширената квантова електродинамика с участието на фрактони.

Досега не са открити материали, които да притежават фрактони. Но ако бъде разработен нов модел, който да посочи какви трябва да бъдат свойствата на кристалната им структура и магнитните взаимодействия, тогава физиците ще могат да започнат да разработват и измерват такива материали.

„Не виждам никакво приложение на тези открития през следващите няколко години, но може би това ще стане през следващото десетилетие и тогава те биха могли да бъдат един сериозен квантовия скок и да демонстрират напълно нови свойства“, каза още Ройтер.