O przebiegu prowadzonych eksperymentów piszą oni na łamach Nature Physics. O ile wykonywanie pomiarów poświęconych energiom oraz prędkościom elektronów w materiałach krystalicznych nie było dotychczas wielkim problemem, tak trudności pojawiały się gdzie indziej. Dotyczyły sytuacji, w której fizycy próbowali określić geometrię kwantową układów w sposób inny niż teoretyczne.
Czytaj też: Wystarczy mu jeden impuls, aby stworzyć cały świat. Niebywałe możliwości nowego narzędzia
Za sprawą ostatnich postępów może jednak dojść do całkowitego odwrócenia sytuacji, ponieważ mówi się o zupełnie nowych możliwościach z zakresu zrozumienia i manipulowania właściwościami kwantowymi materiałów. Jak wyjaśnia Riccardo Comin, który stanął na czele zespołu odpowiedzialnego za prowadzone eksperymenty, on i jego współpracownicy opracowali coś w rodzaju planu. Na jego podstawie można gromadzić informacje w zupełnie nowych okolicznościach.
Aby wykonać pomiar geometrii kwantowej naukowcy ze Stanów Zjednoczonych wykorzystali narzędzie ARPES. Co istotne, może ono być stosowane również względem innych materiałów
Co istotne, nowa strategia może zostać zastosowana do dowolnego rodzaju materiału kwantowego. Z tego względu mówimy o wyjątkowej wszechstronności tej metody, która znajduje zastosowanie również względem materiałów niestosowanych w toku ostatnich eksperymentów. Te niejako opierały się na fakcie, iż elektron można zostać opisano zarówno jako punkt w przestrzeni, jak i kształt przypominający falę. Z tą ostatnią wiąże się tzw. funkcja falowa.
W przypadku geometrii kwantowej funkcji falowych naukowcy musieli zmagać się ze sporymi trudnościami. Zwykle jej wnioskowanie odnosiło się do sfery teoretycznej, a czasami w ogóle nie było możliwe. Niestety, ze względu na rosnącą liczbę materiałów kwantowych o istotnych zastosowaniach, fizykom coraz bardziej doskwierał opisywany problem.
Czytaj też: Podwodne źródło energii wymyka się fizykom i zdrowemu rozsądkowi. Bąbelki robią coś niesamowitego
I wygląda na to, że wreszcie udało się z nim uporać. Kluczem do osiągnięcia tego celu była technika nazywana ARPES. Na potrzeby prowadzonych badań inżynierowie wykorzystali ją do pomiaru geometrii kwantowej metalu kagome. Uzyskane rezultaty napawają optymizmem i potwierdzają, że doszło do historycznego pomiaru, który powinien doprowadzić do rozpoczęcia nowego rozdziału w zakresie tego typu badań. Kolejnym krokiem będzie wdrożenie tej strategii w odniesieniu do innych materiałów i uzyskanie w takich okolicznościach praktycznych korzyści.