Nuovi cristalli liquidi quantistici 3D per i futuri computer quantici

Un nuovo studio, pubblicato su Science e condotto dall’Institute for Quantum Information and Matter del Caltech, ha portato alla scoperta di nuovi cristalli liquidi tridimensionali che, oltre a rappresentare un nuovo stato della materia, potrebbero risultare utili per la realizzazione dei tanto agognati computer quantistici.
Secondo il professore di fisica David Hsieh, autore principale dello studio, è stata “individuata l’esistenza di un nuovo stato fondamentalmente della materia che può essere considerato come un analogo quantico di un cristallo liquido”. Lo stesso studioso ha lasciato intendere che questa scoperta risulta molto probabilmente la punta di un iceberg.

I cristalli liquidi possono essere considerati uno stadio intermedio tra quello liquido e quello solido. In sostanza si tratta di molecole che scorrono liberamente come se fossero un liquido ma che sono tutte orientate nella stessa direzione, come in un solido.
I cristalli liquidi possono essere trovati in natura, come nelle membrane cellulari biologiche. In alternativa, possono essere creati, come quelli che si trovano negli schermi a cristalli liquidi comunemente usati in orologi, smartphone, televisori e altri oggetti simili.
In un cristallo liquido “quantico”, scoperto per la prima volta nel 1999, gli elettroni si comportano come le molecole dei cristalli liquidi classici. Cioè, gli elettroni si muovono liberamente ma hanno una direzione di flusso preferita.

Il nuovo studio ha compiuto un passo ulteriore arrivando a scoprire una versione “3D” se possibile ancora più bizzarra di quella descritta più sopra. In questa nuova versione gli elettroni non solo si indirizzano tutti in una medesima direzione (x, y o z) ma dimostrano proprietà magnetiche diverse a seconda del senso di scorrimento (avanti o indietro) su quel determinato asse.
Secondo gli stessi ricercatori, questi cristalli liquidi 3D potrebbero svolgere un ruolo fondamentale nella spintronica e, probabilmente, anche nella costruzione dei futuri computer quantistici.

Fonti e approfondimenti


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