-0.3 C
Czech
Neděle 8. února 2026
Věda a TechnikaFyzici po dekádách vyřešili spor o kvazičástice v kvantové hmotě

Fyzici po dekádách vyřešili spor o kvazičástice v kvantové hmotě

V kvantové fyzice existují záhady, které působí skoro jako paradox. Představte si cizí částici „vhozenou“ do hustého moře dalších částic. Někdy se chová jako překvapivě poslušný návštěvník: plave prostředím, reaguje na něj a vznikne z toho nový „hybrid“ – takzvaný kvazičásticový objekt. Jindy je to naopak: částice je tak těžká, že se téměř nehne, a celý systém kolem sebe rozhodí natolik, že žádné kvazičástice nevzniknou. Dlouho to vypadalo, že tyhle dva obrazy se navzájem vylučují.

Tým teoretických fyziků z Heidelberg University teď přišel s rámcem, který oba světy spojuje do jedné logiky. V jedné krajní situaci se mluví o Fermiho polaronech: „příměs“ (impurity) se pohybuje ve fermionovém moři a tím, jak interaguje s okolím, začne s sebou „tahat“ i jeho část. Výsledkem je kvazičástice, která se chová jako jedna entita, i když je to ve skutečnosti kolektivní efekt. Tenhle model je důležitý pro popis silně interagujících systémů – od ultrachladných plynů až po pevné látky a jadernou hmotu.

Na opačné straně stojí jev s dramatickým názvem Andersonova ortogonální katastrofa. Tady je příměs tak těžká, že v podstatě zamrzne na místě. Okolní fermiony se kvůli ní „přerovnají“ tak zásadně, že původní uspořádání už nelze jednoduše obnovit. V takové situaci se koordinovaný pohyb rozpadá a kvazičástice podle klasického výkladu zanikají. Právě tohle rozdělení – buď polaron, nebo katastrofa – patřilo k dlouholetým třecím plochám v kvantové teorii mnohačásticových systémů.

Klíčový trik nové teorie je překvapivě jednoduchý: i extrémně těžká příměs totiž není dokonale nehybná. Dokáže se pohnout, jen ne tak, jak si představujeme v běžném světě. Jsou to drobné, téměř neviditelné posuny, které přicházejí s tím, jak se okolí přizpůsobuje její přítomnosti. Právě tyhle mikropohyby v modelu otevírají takzvanou energetickou mezeru (mass gap) – a to je zásadní, protože díky ní se kvazičástice mohou znovu „zrodit“ i v prostředí, které pro ně mělo být beznadějné.

Výsledek působí jako usmíření dvou táborů: polaronická intuice a ortogonální katastrofa nejsou dvě neslučitelné reality, ale dva režimy téhož problému, mezi nimiž se dá plynule přecházet. Autoři zároveň ukazují, že tenhle mechanismus přirozeně zachycuje i přechod od polaronických stavů k „molekulárním“ kvantovým stavům. Jinými slovy: místo slepé uličky dostáváme mapu, která vysvětluje, proč se systém někdy chová „částicově“ a jindy se zlomí do úplně jiné podoby.

Pro experimentátory je to dobrá zpráva. Teorie je popsaná jako flexibilní a použitelná napříč rozměry i typy interakcí, takže se hodí pro současné platformy, kde se kvantová hmota opravdu zkoumá: ultrachladné atomové plyny, dvourozměrné materiály nebo nové typy polovodičů. Studie vyšla v Physical Review Letters a její síla je v tom, že z „mystéria“ dělá nástroj: ukazuje, že i nepatrný pohyb může v kvantovém světě rozhodnout o tom, zda částice zůstane jen rušivým stínem, nebo se stane stavebním kamenem nové fyziky.

Reklama

Doporučujeme

Pád Lindsey Vonn přerušil olympijský sjezd

Lindsey Vonn na olympijském sjezdu v Cortině d’Ampezzo vážně spadla a byla z trati transportována vrtulníkem. Američanka nastoupila navzdory nedávnému zranění kolene, závod musel být na desítky minut přerušen.

Zelenskyj uvalil sankce na dodavatele součástek pro ruské zbraně

Ukrajina zavádí nové sankce proti firmám, které vyrábějí nebo zprostředkovávají součástky používané v ruských střelách a dronech. Opatření se týká desítek společností i jednotlivců ze zahraničí a má zasáhnout cesty, kterými Rusko podle Kyjeva dál získává kritické komponenty navzdory už platným omezením.

Írán bude obohacovat uran i za cenu války, prohlásil šéf jeho diplomacie

Írán se nevzdá obohacování uranu ani v případě "války". Řekl to dnes podle agentury AFP íránský ministr zahraničí Abbás Arakčí. Vojenský tlak ze strany Spojených států podle něj Teherán nevyděsí. V souvislosti s posilováním vojenské přítomnosti USA v Perském zálivu pak šéf íránské diplomacie prohlásil, že americkým vojenským tlakem se Teherán nenechá vystrašit.

Maděrová vyhrála v Livignu olympijské zlato

Zuzana Maděrová získala pro Česko první zlatou medaili ze zimních olympijských her v Miláně a Cortině. V paralelním obřím slalomu v Livignu zvládla finále proti Rakušance Sabine Payer a vyhrála s výrazným náskokem. Česká výprava tak slaví hned na startu her, zatímco Ester Ledecká končila v téhle disciplíně už ve čtvrtfinále.

Portugalci volí příštího prezidenta, favoritem je středolevicový Seguro

V Portugalsku dnes ráno začalo druhé kolo prezidentských voleb. O post soupeří středolevicový politik António José Seguro a šéf krajně pravicové strany Chega (Dost) André Ventura. Všeobecně se očekává, že zvítězí Seguro, nicméně výsledek krajně pravicového politika bude podle agentury AFP pozorně sledován.

Moskva oznámila zadržení muže, který podle ní postřelil zástupce šéfa GRU

Ruská tajná služba FSB dnes oznámila zatčení muže, který podle ní v pátek postřelil zástupce šéfa ruské vojenské rozvědky GRU Vladimira Alexejeva. Informovala o tom agentura Interfax. Ruský občan byl podle FSB zadržen v Dubaji a Spojené arabské emiráty ho předaly ruské straně. Další dva ruské občany tajná služba označila za spolupachatele. Jedním z nich je žena, která podle Moskvy odjela na Ukrajinu.

Ukrajina informuje po ruských nočních útocích o zraněných

O několika zraněných informují ukrajinské úřady po ruských útocích v noci na dnešek. V sobotu na Ukrajině zemřelo kvůli ruským útokům podle úřadů nejméně šest lidí. V noci na dnešek Rusko na Ukrajinu zaútočilo 101 drony, z nichž protivzdušná obrana 69 zneškodnila, uvedlo ukrajinské letectvo. Moskva ráno oznámila noční sestřelení 22 ukrajinských dronů.

Mýty o obnovitelné energii neplatí

Obnovitelné zdroje už dávno nejsou okrajová záležitost. Přesto kolem nich koluje spousta polopravd. Lidé často slyší, že jsou drahé, nespolehlivé nebo škodí přírodě. Realita roku 2025 a 2026 vypadá jinak.

Japonsko se chystá k volbám, pravicová premiérka v nich chce posílit koalici

V Japonsku v neděli začínají předčasné volby do dolní komory parlamentu, Sněmovny reprezentantů. Vyhlásila je konzervativní premiérka Sanae Takaičiová, která chce využít své nebývalé popularity mezi mladými voliči k dosažení mnohem výraznější parlamentní většiny pro vládní koalici v čele s její Liberálnědemokratickou stranu (LDP). To by jí mohlo dát rozhodující mandát k uskutečnění plánů na oživení upadající ekonomiky nebo na posilování obrany, které by mohlo vést k dalšímu zesílení napětí ve vztazích Tokia s Čínou. Vzhledem k časovému posunu se volební místnosti otevřou dnes ve 23:00 SEČ.

USA chtějí, aby válka mezi Ruskem a Ukrajinou skončila do června

Spojené státy chtějí, aby Ukrajina a Rusko ukončily válku do června, řekl podle agentur AP a AFP ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Administrativa amerického prezidenta Donalda Trumpa podle něj pravděpodobně vyvine na obě strany v této souvislosti tlak. Američané také podle něj navrhli, aby se vyjednávací týmy Ukrajiny a Ruska setkaly příště v USA, pravděpodobně v Miami.

Sybiha odmítl ukrajinskou účast v postřelení zástupce šéfa ruské GRU

Ukrajinský ministr zahraničí Andrij Sybiha popřel, že by Ukrajina stála za postřelením zástupce šéfa ruské vojenské rozvědky GRU Vladimira Alexejeva. Informovala o tom agentura Reuters. Ze zodpovědnosti za pokus o atentát na vysoce postaveného vojenského ruského činitele Ukrajinu v pátek obvinil šéf ruské diplomacie Sergej Lavrov, jenž bez důkazů tvrdil, že se Kyjev snaží narušit mírová jednání.

První zasedání Trumpovy Rady míru je plánováno ještě v tomto měsíci

Bílý dům plánuje první setkání lídrů takzvané Rady míru, kterou založil americký prezident Donald Trump, na 19. února ve Washingtonu. Informoval o tom v pátek server Axios s odvoláním na amerického činitele a diplomaty ze čtyř zemí, kteří jsou členy rady. Setkání se má zabývat situací v palestinském Pásmu Gazy, kde od loňského října platí křehké příměří mezi Izraelem a teroristickým hnutím Hamás na základě Trumpova mírového plánu.

Rusko podniklo další rozsáhlý útok na ukrajinskou energetiku

Rusko v noci na dnešek podniklo další rozsáhlý úder na ukrajinská energetická zařízení, útok pokračuje, uvedl ráno na telegramu ukrajinský ministr energetiky Denys Šmyhal. Energetici jsou podle něj připraveni zahájit opravy, jakmile to bezpečnostní situace dovolí. Celkový rozsah útoku zatím není znám, ukrajinské letectvo v noci a ráno varovalo před hrozbou ruských střel i dronů.

Česká výprava zaujala, Vanity Fair ji dal do své top pětky

Móda si na zahájení zimní olympiády Milano Cortina na chvíli ukradla pozornost sportu. Vanity Fair vybral pět reprezentací, které při nástupu výprav na stadionu San Siro zaujaly nejvíc tím, co měly na sobě.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama