En un artículo publicado hoy en la revista Naturaleza , Los físicos informan de la primera observación de la conductancia térmica en un material que contiene aniones, cuasipartículas cuánticas que existen en sistemas bidimensionales.

El trabajo confirma las predicciones teóricas sobre cómo se comportan las personas. Esa confirmación es importante porque los científicos esperan algún día aprovechar el comportamiento de cualquiera para crear computadoras cuánticas autocorregibles. que podría realizar cálculos mucho más complejos que los ordenadores digitales.

Dima Feldman, profesor asociado de física en Brown, es coautor de la investigación con investigadores del Instituto de Ciencias Weizmann en Israel. Habló sobre la investigación en una entrevista.

¿Podría resumir lo que descubrieron usted y sus colegas?

En lenguaje técnico, observamos la cuantificación de la conductancia térmica en un sistema que interactúa fuertemente. ¿Entonces que significa eso? Todos conocen la conductancia. Es simplemente la transferencia de calor de un objeto caliente a un objeto frío. En la ciencia, Puede aprender mucho sobre la naturaleza de un material si comprende qué tan rápido conduce el calor. Así que aquí observamos cómo funciona esto a nivel cuántico entre cualquiera, que son esencialmente estados fraccionarios de electrones en materiales topológicos bidimensionales. La cuantificación de la conductancia térmica se había observado antes en sistemas donde la interacción de partículas no es importante, pero esta es la primera vez que se observa en un sistema dominado por la interacción eléctrica.

¿Por qué es importante el hallazgo?

Es importante por dos razones. El primero es más filosófico. Hemos llegado a un número universal para la cuantificación del flujo de calor anónico, y los físicos aman los números universales. Cuando llega a un número universal, has encontrado orden y armonía en la naturaleza. De eso se trata realmente la física.

Más concretamente, realizamos nuestro experimento en un material topológico, y hay una idea para usar materiales topológicos en computación cuántica. Los estados cuánticos se alteran fácilmente, lo que en una computadora cuántica significa que comete muchos errores. Corregir esos errores es un gran desafío. Pero existe esta idea de usar materiales topológicos para aprovechar los estados cuánticos de los anones, que creemos será mucho menos frágil y, por tanto, podrá realizar cálculos sin errores.

Comprender cómo fluye el calor nos da nueva información sobre los seres humanos. Ha habido predicciones teóricas sobre el transporte de calor, y pudimos demostrarlos experimentalmente. Así que este es un gran paso hacia la comprensión de cómo funcionan las personas.

¿Cuál fue tu papel en el trabajo?

Yo era un teórico del proyecto, y los teóricos tienen varios roles en algo como esto. Ayudé al grupo a comprender lo que queremos medir, y trabajé para ayudar a diseñar el experimento. Pero creo que principalmente en lo que ayudé fue en comprender los datos que obtuvimos del experimento. Algunos de nuestros resultados fueron sorprendentes, por lo que era mi trabajo ayudar a que eso tuviera sentido.

¿Qué sigue para esta línea de investigación?

El siguiente paso sería llevar esto al segundo nivel de Landau, lo que significa un estado de electrones de mayor energía. Anyons son interesantes en el primer nivel de Landau donde se realizó nuestro trabajo, pero se vuelven aún más interesantes en el segundo nivel. Entonces, lo que la gente quiere entender es qué son los anyons, porque esas son las claves potenciales para la autocorrección de la computadora cuántica. Pero nuestra investigación fue un paso crítico en el proceso.