حقل صغير، قفزة كمومية هائلة سريع
بلورة الهينميليت، التي تشبه كعكة طبقات من النحاس والبورون، تتصرف كسلم: سبينات النحاس مرتبة في خطين متوازيين متصلين بقضبان عرضية. عند درجات حرارة منخفضة جدًا، لا تتجمد هذه السبينات في ترتيب مغناطيسي عادي، بل تشكل حالة كمومية خاصة — مثل حشد من الناس لا يستطيعون الاتفاق على اتجاه المشي فيدوسون في مكانهم، لكنهم جميعًا مرتبطون بخيوط غير مرئية.
في التجربة الجديدة، طبق الفيزيائيون على الهينميليت مجالًا مغناطيسيًا صغيرًا جدًا — فقط 0.17 تسلا، وهو أضعف من مجال مغناطيس باب الثلاجة. عند هذا المجال، «تكثفت» فجأة الإثارة السبينية المسماة تربلونات: اندمجت جسيمات عديدة في موجة كمومية واحدة، مثل قطرات ماء تتجمع في بركة واحدة. هذه هي المرة الأولى التي ينجح فيها ذلك في بنية سلمية، وليس في ثنائيات بسيطة.
قياسات الحرارة والتشوه المغناطيسي وتناثر النيوترونات أظهرت أن الفرضية السابقة حول الترتيب المغناطيسي عند مجال صفري كانت خاطئة. بدلًا من ذلك، يبقى الهينميليت غير منتظم كموميًا، والشذوذ الضعيف عند درجة حرارة منخفضة ليس انتقالًا إلى ترتيب، بل تقاطعًا سلسًا بين حالتين غير منتظمتين.
هذا الاكتشاف يقدم أداة جديدة للضبط الدقيق للحالات الكمومية: بتغيير المجال من صفر إلى 8.2 تسلا، يمكن تمرير النظام بسلاسة عبر نقطة حرجة كمومية. يصبح الهينميليت منصة تهيمن فيها التقلبات الكمومية، وهذه خطوة نحو مواد كمومية قابلة للتحكم في المستقبل.
درجة الحرارة التي يُلاحظ عندها تكاثف التربلونات تبلغ حوالي كلفن واحد، أي أعلى من الصفر المطلق بدرجة واحدة فقط. للمقارنة: درجة حرارة الهيليوم السائل، حيث شوهدت الميوعة الفائقة لأول مرة، هي 2.17 كلفن.