10.4 C
Czech
Čtvrtek 5. 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

Rusko a Ukrajina si vyměnily po 200 válečných zajatcích

Rusko a Ukrajina si vyměnily dalších 200 válečných zajatců na každé straně, informovalo dnes podle státní agentury TASS ministerstvo obrany v Moskvě. Kyjev se zatím nevyjádřil. Poradce ruského prezidenta Vladimir Medinskij na telegramu uvedl, že Moskva si Kyjevem dnes a v pátek vymění celkem 500 zajatců na každé straně v rámci dohody, které dosáhly válčící strany v Ženevě.

Na Antarktidě bude více pršet. Jak to ledový kontinent změní?

V Antarktidě byste deštník nepotřebovali. S průměrem pouhých 16 milimetrů srážek ročně se bavíme o zamrzlé poušti. To se však může změnit. Globální oteplování mění podmínky na ledovém kontinentu. Podle nové studie zde bude více pršet, což ohrozí zdejší ekosystémy.

Katarské letectvo sestřelilo dva íránské bombardéry

Íránské strategické bombardéry se v prvních hodinách války nacházely dvě minuty od největší americké vojenské základny na Blízkém východě a od katarského zařízení na zpracování zemního plynu. Nepřátelské letouny sestřelilo do moře katarské letectvo.

Babiš: Do Ammánu míří letadlo pro české občany, další let odletí do Maskatu

Do jordánského Ammánu nyní míří letadlo Smartwings, aby odtamtud dopravilo domů české občany. Na cestě do Prahy je také pravidelný let společnosti Emirates z Dubaje do Prahy. Ve Sněmovně to dnes řekl premiér Andrej Babiš (ANO). Zdůraznil také, že repatriační lety pro občany z míst ohrožených konfliktem s Íránem jsou zdarma. Mluvčí ministerstva zahraničí Adam Čörgő dnes dopoledne ČTK řekl, že větší armádní airbus s kapacitou přes 90 míst je na cestě z ománského Maskatu do Prahy. Menší speciál odletěl do Ománu dnes v 10:00.

Dron vypuštěný z Íránu zasáhl letiště v ázerbájdžánském Nachičevanu

Dron vypuštěný z Íránu zasáhl letiště v ázerbájdžánské exklávě Nachičevan, uvedlo dnes ázerbájdžánské ministerstvo zahraničí. V prohlášení informovalo také o dvou zraněných a dopadu jiného bezpilotního letounu u budovy školy. Baku incident odsoudilo a předvolalo si íránského diplomata. Ázerbájdžánské ministerstvo obrany ve svém vyjádření uvedlo, že takové útoky neponechá bez odpovědi. Teherán se zatím nevyjádřil.

Amazon zrušil pracovní místa v divizi robotiky

Americký gigant Amazon propustil nespecifikované množství zaměstnanců ve své robotické divizi. Jde o další kolo škrtání provozních nákladů, tedy trendu, který se nezastavil od konce pandemie v roce 2022. Společnost také oznámila ukončení některých experimentálních projektů.

Izrael zahájil novou vlnu úderů proti íránskému režimu v Teheránu

Izraelské letectvo dnes ráno zahájilo novou rozsáhlou vlnu vzdušných úderů proti infrastruktuře íránského režimu v hlavním městě Teheránu, oznámila podle tiskových agentur izraelská armáda. Další podrobnosti k útokům nesdělila. Íránská státní média krátce nato uvedla, že svědci hlásí několik výbuchů v Teheránu a také ve městě Karadž, které leží 20 kilometrů západně od metropole.

ANALÝZA: Jak změnily 4 roky války na Ukrajině svět

Pro Kyjev je válka prokletím, noční můrou, která ne a ne skončit. Ukrajinská společnost se musela adaptovat, aby přežila a ochránila evropské hranice před nepřítelem. Spojence tím zbavila povinnosti podnikat další významnější kroky. Problém je, že nějaké kroky učinit musí. Čtyři roky války na Ukrajině totiž přinesly světu několik změn, které otřásly světovým řádem.

Moře je výš, než většina studií předpokládala

Vědci upozorňují na chybu, která se v pobřežních analýzách opakuje tak často, až z ní vznikla slepá skvrna. Mnoho odhadů dopadů stoupající hladiny vychází z toho, že hladina moře sedí na globálním geoidu. Jenže skutečné moře se chová jinak a v řadě regionů je výš.

Sarah Ferguson se po zatčení bývalého manžela stáhla z veřejnosti

Sarah Ferguson se po zatčení bývalého prince Andrewa, drží mimo veřejnost. Podle lidí z jejího okolí ji aktuální vývoj kolem Epsteinova případu zasáhl. Nové dokumenty a vyšetřování zároveň znovu otevřely otázky kolem jejích někdejších kontaktů.

USA a Británie se neshodly na testování tokenizovaných akcií a dluhopisů

Američtí a britští regulátoři narazili na spor, jak společně otestovat takzvané tokenizované cenné papíry, tedy akcie nebo dluhopisy převedené na blockchain. Jde o jednu z klíčových věcí, na které mají obě země spolupracovat v rámci nové pracovní skupiny pro digitální aktiva.

Aryna Sabalenka se zasnoubila

Aryna Sabalenka se zasnoubila se svým partnerem Georgiosem Frangulisem. Tenistka sdílela na sociálních sítích video z okamžiku, kdy ji požádal o ruku, a ukázala i výrazný zásnubní prsten.

Britská policie zatkla tři muže podezřelé ze špionáže pro Čínu. Jeden z nich je partnerem poslankyně

Policie ve Spojeném království zatkla ve středu tři muže podezřelé ze špionáže ve prospěch čínské zpravodajské služby. Jedním z nich je partner poslankyně opoziční Labouristické strany, další je partner nejmenovaného exposlance za labouristy.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama