Речовина може мати не 3, але 500 станів агрегації.

Традиційно агрегаційні стани речовини розглядаються в рамках їх симетрії. Уявіть, що ми скорочуємо до розмірів атомів і плаваючи в водяній колонці. Це стан високої симетрії, і де ми дивимося - вгору, вперед або зліва -- картина така ж. Але якщо вода заморожує, ми побачимо певні конструкції, як ми переходимо через лід: атоми, організовані в ланцюжки та плоскі фігури. У різних напрямках ми побачимо різні: лід є державою з меншою симетрією.

Цей погляд на агрегаційні стани був запропонований радянським фізиком Левом Ландау і став потужним інструментом для системного підходу до пошуку як і раніше невідомих можливих станів. Непристойно, протягом багатьох років було вважалося, що всі вони можуть бути знайдені концепціями Landau, і що симетрія сукупних держав не може існувати поза відносинами.

Згодом були виявлені нові держави – плазма, дегенераційна речовина, конденсат Bose-Einstein і так далі. Тим не менш, в останні десятиліття деякі з них були виявлені, що не вписуються в цей парадигм. Наприклад, у 1980-х роках Сяоган Вен та його колеги виявили квантові системи, які можуть існувати в різних штатах з однаковою симетрією. Вчені показали, що ці стани не відрізняються симетрією, але в топологічному порядку.

Це квантова характеристика не пов'язана з симетрією держави, але до властивостей її хвильової функції. В рамках класичної фізики немає нічого спільного. Підходить для опису квантових станів речовини та переходів між ними.

Вона описує не симетрію держави, але квантові заплутані частинки, які виникають в системі мережі квантових заплутаних частинок (це унікальний феномен мікрокосми, що дозволяє з'єднати дві або більше частинок один з одним, так що зміна властивостей однієї частинки миттєво впливає на властивості всіх інших). Мережа цих взаємодій не можна описати формулами симетрії, але потрібна топологія.

Цей новий вид можливих агрегуючих станів матерії був більш універсальним, ніж класичне, і допускається більш детальна інформація. Тим не менш, деякі держави, які не були описані топологічними наказами. Ці рідкісні стани можуть бути дуже корисними для надпровідників і ізоляторів майбутніх квантових комп'ютерів, і вони повинні мати справу з.

Ця робота зайняла більше одного року - і тільки в кінці 2012 року, Вен і його команда запропонувала вишуканість їх моделі, яка покривала всі держави без винятку.

Джерело: www.popmech.ru

Веб-камера