Nature Physics: квантовая запутанность обнаружена в кристалле размером в сантиметр

Физики впервые обнаружили квантовую запутанность в реальном материале, видимом невооруженным глазом. Кристалл размером с сантиметр — и в нем как минимум девять частиц, связанных в единую квантовую систему. Открытие сделала группа профессора Зильке Бюлер-Пашен из Технического университета Вены и аспиранта Федерико Матцы из Института Лауэ–Ланжевена в Гренобле. Работа опубликована в журнале Nature Physics. Квантовая запутанность — явление, при котором несколько частиц образуют единую систему: измерение одной мгновенно определяет состояние остальных, как бы далеко они ни находились. Прежде этот эффект демонстрировали только в крошечных изолированных системах из двух-трех частиц. Наблюдение запутанности в реальном твердом теле с триллионами атомов — принципиально иной результат. Объектом исследования стал монокристалл соединения церий–палладий–кремний. Это "странный металл" — класс материалов, электрическое сопротивление которых линейно растет с температурой. Объяснить такое поведение в рамках стандартной квантовой теории металлов до сих пор не удавалось, и именно это десятилетиями интригует физиков. Матца провел измерения на нейтронном источнике в Гренобле. Для оценки запутанности авторы использовали квантовую информацию Фишера — математический инструмент, позволяющий "считывать" степень коллективного квантового поведения по рассеянию нейтронов. Результат: в кристалле действительно действуют как минимум девять частиц-"сообщников". По версии Бюлер-Пашен, именно это коллективное квантовое поведение и порождает аномальные свойства "странных металлов". Открытие приближает физиков к созданию материалов с управляемыми квантовыми характеристиками.