Reklama
6.3 C
Czech
Čtvrtek 26. března 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

Pumpy v Německu budou smět zdražit jen jednou denně

Německý Spolkový sněm schválil první balík opatření proti prudkému růstu cen benzinu a nafty. Čerpací stanice budou smět ceny zvyšovat jen jednou denně v poledne, zlevňovat ale mohou dál kdykoli. Vláda zároveň připouští, že jeden zásah nejspíš stačit nebude.

Izrael uvedl, že zabil šéfa námořnictva íránských revolučních gard

Izraelský ministr obrany Jisrael Kac dnes uvedl, že izraelská armáda "eliminovala" velitele námořnictva íránských revolučních gard Alírezu Tangsírího. Izraelský premiér Benjamin Netanjahu vzápětí uvedl, že Tangsírí měl na rukou krev a pohrozil dalšími útoky. Izraelská armáda sdělila, že spolu s Tangsírím byli zabiti další členové vedení revolučních gard, včetně šéfa zpravodajských služeb námořnictva Benháma Razajího.

Klíčové zbraně včetně těch amerických stále putují na Ukrajinu

Dohodnuté spojenecké dodávky zásadních zbraní pro Ukrajinu pokračují, včetně amerických zbraní, bez ohledu na íránskou válku. Řekl to dnes generální tajemník Severoatlantické aliance Mark Rutte. Reagoval tím na informace listu The Washington Post, podle něhož Spojené státy uvažují, že některé zbraně určené pro Ukrajinu, která se brání ruské agresi, pošlou místo toho na Blízký východ.

Pákistán obnovil vojenské operace proti Afghánistánu, oznámil Islámábád

Pákistán obnovil vojenské operace proti Afghánistánu, oznámil dnes podle agentury Reuters mluvčí pákistánského ministerstva zahraničí. Boje, které si vyžádaly stovky obětí, v minulém týdnu Islámábád dočasně přerušil kvůli islámskému svátku íd al-fitr.

Izrael prý na žádost Pákistánu souhlasil, že nezabije šéfa íránské diplomacie

Izrael na žádost Pákistánu souhlasil, že neprovede atentát na íránského ministra zahraničí Abbáse Arakčího a předsedu parlamentu Muhammada Kalíbafa. S odkazem na pákistánský zdroj to dnes napsala agentura Reuters. USA podle deníku The Washington Post mezitím uvažují o tom, že některé zbraně určené pro Ukrajinu pošlou místo toho na Blízký východ.

Trh s ropou se ocitl v backwardaci. Co to znamená?

Ceny ropy jsou od začátku války na Blízkém východě sužovány extrémní volatilitou. Přestože po americkém oznámení obnovení diplomacie s Íránem klesly, stále se drží na zvýšených úrovních kvůli přetrvávajícím rizikům. Krátkodobé a střednědobé futures kontrakty na ropu se obchodují dráž než dlouhodobé. Trhy tak očekávají budoucí pokles cen ropy. Ceny černého zlata sice rostou, zatím však jen mírně.

Íránské vedení s USA jedná, ale bojí se to přiznat, řekl Trump

Donald Trump trvá na tom, že íránské vedení s jeho vládou jedná, ačkoliv Teherán to popírá. Trump ve středu prohlásil, že íránští činitelé to nechtějí přiznat, protože se bojí, že by je zabili "jejich vlastní lidé". Americký prezident to řekl několik hodin poté, co mluvčí Bílého domu Karoline Leavitt uvedla, že Spojené státy jsou velmi blízko dosažení svých cílů v této válce.

Není to válka. Trump pobouřil komentáři o Íránu

Americký prezident Donald Trump ve středu republikánům vysvětlil, proč se v souvislosti s Íránem vyhýbá označení „válka“. Důvodem je skutečnost, že údery neschválil Kongres. Vyvolal tím pobouření v americké společnosti. Podle některých názorů přiznal, že vojenské operace na Blízkém východě jsou ilegální.

Belgický soud řeší klimatickou žalobu farmáře proti TotalEnergies

Belgický soud uznal svou pravomoc v přelomové klimatické žalobě proti ropné společnosti TotalEnergies. Verdikt ale zatím nepadl. Soud v Tournai ho odložil na 9. září, protože chce počkat na podobné rozhodnutí ve Francii. Případ už teď poutá pozornost, protože jde o první takovou žalobu v Belgii.

Masový hrob v Keni ukrýval desítky mrtvých těl, převážně kojenců

Vyšetřovatelé ve městě Kericho v Keni exhumovali z hromadného hrobu přibližně 32 těl, z nichž většinu tvoří děti. Šokující nález nyní vyvolává řadu otázek, na které se snaží odpovědět policie i forenzní experti.

Běloruský vůdce Lukašenko při návštěvě KLDR uctil památku sovětských vojáků

Běloruský vůdce Alexandr Lukašenko při dnešní návštěvě KLDR společně se severokorejským vůdcem Kim Čong-unem uctil památku sovětských vojáků, kteří padli při osvobození Koreje od japonské okupace na konci druhé světové války. Uvedla to běloruská státní agentura Belta. Podle agentury AP běloruský ministr zahraničí Maxim Ryženkov oznámil, že oba státníci podepíší smlouvu o přátelství a spolupráci mezi zeměmi.

Bitcoin se drží nad 71 tisíci dolary

Bitcoin se po divokém týdnu znovu uklidnil a drží se nad hranicí 71 tisíc dolarů. Trhům pomohl pokles ceny ropy pod 100 dolarů za barel, který přišel po zprávách o americkém návrhu patnáctibodového plánu na ukončení konfliktu s Íránem. Na trzích tak znovu ožila chuť riskovat.

KOMENTÁŘ: Americký kreditní trh obchází strach. Ekonomice může zlomit vaz „stínové bankovnictví“

Člověk někam vloží peníze a pak je nemůže vybrat – to je tradiční noční můra investorů. Naneštěstí se teď stává realitou u některých amerických privátních kreditních fondů. Jejich zdánlivě nenápadný byznys je natolik napojený na tradiční banky a aktuální strach z AI transformace, že může v nejhorším případě odšpuntovat další globální krizi.

Dánská premiérka Frederiksen po volbách formálně podala demisi

Dánská premiérka Mette Frederiksen dnes podala demisi vlády do rukou krále Frederika X. Oznámil to královský palác. Tříčlenná vládní koalice v čele se Sociální demokracií premiérky v úterních volbách přišla o většinu v parlamentu.

Velká zelená zeď. Čína mění druhou největší poušť světa

Čína staví další velkou zeď. Nebuduje ji ale z hlíny a kamenů a nemá sloužit k obraně země před nepřáteli. Velká zelená zeď, rozsáhlý pás stromů a keřů lemující spodní část severních pouští, má jiný cíl – zastavit neustálý postup desertifikace. Tento masivní megaprojekt funguje jako vysavač oxidu uhličitého.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama