Квантовые узоры из хаоса: как беспорядок рождает твёрдое течение ⚡ экспресс
Мозаика Пенроуза, сложенная из двух видов плиток, выстилает плоскость без повторяющегося узора — математическое чудо, открытое Роджером Пенроузом, обрело физическое воплощение в мире квантов. Исследователи смоделировали цепочку частиц, которые взаимодействуют по правилу, напоминающему числа Фибоначчи и золотое сечение. Хаотичный закон создаёт беспорядок в расстояниях между частицами, но именно этот беспорядок застывает в стройный узор: в спектре рассеяния проступают резкие пики — признак кристаллического порядка. Такой «квазикристалл» стабилен сам по себе, без внешней подпорки.
Но обнаружилось нечто большее. При определённой плотности вещество становилось двойственным: оно сохраняло твёрдый каркас, но одновременно текло без малейшего трения — как сверхтекучий гелий, только сохраняющее форму. Этот квантовый кентавр, или квази-сверхтвёрдое тело, расширяет границы наших представлений о материи. Увидеть его можно в экспериментах с ультрахолодными ридберговскими атомами — идея, восходящая к Ричарду Фейнману и его квантовым симуляторам. Неожиданность в том, что узор, который математики когда-то считали лишь игрой ума, оказался естественным для квантового хаоса — достаточно лишь «приправить» взаимодействие золотым сечением.
🎯 Квазикристаллы в сплавах были открыты в 1982 году Дэном Шехтманом, за что он получил Нобелевскую премию. Сегодня их квантовые аналоги обещают стать основой сверхчувствительных датчиков и квантовых компьютеров.
🎬 Твёрдое тело, текущее без трения, напоминает «твёрдый свет» из научной фантастики — материю, которая держит форму, но может перетекать.