Un nuevo artículo publicado en Nature Communications por un equipo de físicos de la U of A trazó el descubrimiento de nuevas fases cuánticas en sistemas de baja dimensión.
El artículo, "Criticidad cuántica en la fusión criogénica de redes de burbujas polares", fue escrito por Wei Luo, investigador postdoctoral; el investigador asociado Alireza Akbarzadeh; y los profesores asistentes de investigación Yousra Nahas y Sergei Prokhorenko. Nahas y Prohorenko forman parte del grupo de Física Computacional de la Materia Condensada dirigido por el distinguido profesor de física Laurent Bellaiche, quien también fue autor colaborador.
Se sabe que las fluctuaciones cuánticas, causadas por vibraciones de fonones de punto cero, previenen la aparición de fases polares en ferroeléctricos incipientes a granel hasta cero grados Kelvin. Pero se sabe poco sobre los efectos de las fluctuaciones cuánticas en los patrones topológicos recientemente descubiertos en las nanoestructuras ferroeléctricas. Los investigadores revelaron cómo las fluctuaciones cuánticas afectan la topología de varias fases dipolares en películas ultrafinas de óxido ferroeléctrico.
El equipo descubrió que las fluctuaciones cuánticas inducen un punto crítico cuántico, que separa una red de burbujas hexagonal de un estado líquido caracterizado por el movimiento espontáneo, la creación y la aniquilación de burbujas polares a temperaturas muy bajas. Además, las fluctuaciones cuánticas pueden inducir nuevas fases cuánticas, y estas fases exhiben propiedades habituales, como la piezoelectricidad negativa.
Luo explicó que estos hallazgos podrían avanzar en el desarrollo de la computación neuromórfica.
"La computación neuromórfica modela el funcionamiento del cerebro a través de redes neuronales", dijo Luo. "Por el contrario, la informática convencional se basa en transistores que son binarios, que representan 'encendido' o 'apagado' y 'uno' o 'cero'. Las redes neuronales de picos emulan la capacidad del cerebro para transmitir información tanto en dimensiones temporales como espaciales, lo que les permite producir más de las dos salidas binarias características de la computación convencional. La computación neuromórfica tiene algunas ventajas en comparación con la computación convencional, como eficiencia energética, procesamiento paralelo, adaptabilidad y tolerancia a fallos."
Más información: Wei Luo et al, Criticidad cuántica en la fusión criogénica de redes de burbujas polares, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-43598-0
Información de la revista: Comunicaciones sobre la naturaleza
Proporcionado por la Universidad de Arkansas
