Исследователи из Вюрцбурга впервые экспериментально продемонстрировали квантовое торнадо в арсениде тантала (TaAs), подтвердив существование торнадоподобных структур в импульсном пространстве. Это открытие, сделанное под руководством доктора Максимилиана Юнцельмана и опубликованное в журнале Physical Review X, стало возможным благодаря усовершенствованию метода ФЭСУР (ARPES), который позволяет определять электронную структуру материалов.
Квантовое торнадо, описываемое как вихрь электронов, открывает новые перспективы для квантовых технологий, таких как орбитоника, использующая орбитальный момент электронов для передачи информации и снижения потерь энергии. Ученые ранее предсказали это явление, но до недавнего времени не имели возможности его подтвердить.
Команда успешно использовала метод квантовой томографии для анализа образца слой за слоем, что позволило реконструировать трехмерную структуру орбитального углового момента. Это достижение подчеркивает важность сотрудничества между теоретиками и экспериментаторами в области квантовых материалов и открывает путь для разработки новых орбитальных квантовых компонентов.
Квантовый торнадо в пространстве импульсов. Источник: Think-Design | Йохен Тамм.
Дополнительная информация: T. Figgemeier et al., Imaging Orbital Vortex Lines in Three-Dimensional Momentum Space, Physical Review X (2025). DOI: 10.1103/PhysRevX.15.011032
Источник: Quantum tornadoes in momentum space: First experimental proof of a new quantum phenomenon