Ученые измерили квантовую геометрию твердых тел

Ученые из Массачусетского технологического института разработали новый метод изучения квантовых свойств материалов, который может помочь лучше понять, как работают сложные физические процессы. Для этого они предложили способ измерения так называемого квантового геометрического тензора — математического объекта, который описывает изменение квантовых состояний под воздействием внешних факторов. Работа опубликована в журнале Nature Physics (NP).

Метод основан на спектроскопии фотоэмиссии, которая обычно используется для изучения электронной структуры материалов. Ученые нашли способ восстановить как реальные, так и мнимые компоненты квантового геометрического тензора, что делает их подход универсальным и применимым к материалам с любой симметрией и структурой энергетических зон.

В процессе работы исследователи установили, что данные спектроскопии фотоэмиссии могут также использоваться для реконструкции полной геометрии электронных состояний. Такая технология открывает новые горизонты в исследовании квантовых материалов. В дальнейшем ее планируют применить для изучения систем с нетривиальной топологией, чтобы выяснить природу квантово-геометрических эффектов и получить более глубокое понимание квантовых состояний в твердых телах.