裂缝作为信息存储：尚无形，但接近

数值模拟产生具有典型夹点的分数特征（左），并且应该可以通过中子散射进行实验观察。允许量子涨落模糊了这个特征（右），即使在T=0 K时也是如此。

固体中的激发也可以在数学上表示为准粒子;例如，随温度升高而增加的晶格振动可以很好地描述为声子。在数学上，也可以描述以前从未在材料中观察到的准粒子。如果这种“理论”准粒子具有有趣的才能，那么值得仔细研究。以分形为例。

裂隙是自旋激发的分数，不允许具有动能。因此，它们是完全静止和不动的。这使得压裂成为完全安全的信息存储的新候选者。特别是因为它们可以在特殊条件下移动，即搭载在另一个准粒子上。

“Fractons源于量子电动力学的数学扩展，其中电场不被视为矢量，而是被视为张量 - 与真实材料完全分离，”柏林自由大学和HZB的理论物理学家Johannes Reuther教授解释说。

为了将来能够通过实验观察分形，有必要找到尽可能简单的模型系统： 因此，首先对具有反铁磁相互作用角原子的八面体晶体结构进行了建模。这揭示了自旋相关性中具有特征夹点的特殊模式，原则上也可以通过中子实验在真实材料中通过实验检测到。

“然而，在以前的工作中，自旋被视为经典矢量，没有考虑量子涨落，”Reuther说。

这就是为什么Reuther与印度金奈印度理工学院的Yasir Iqbal和他的博士生Nils Niggemann一起，现在首次将量子涨落纳入这个八面体固态系统的计算中。这些是非常复杂的数值计算，原则上能够映射分形。

“结果让我们感到惊讶，因为我们实际上看到量子涨落并没有增强分形的可见性，相反，即使在绝对零度温度下，也会完全模糊它们，”Niggemann说。

下一步，三位理论物理学家希望开发一个模型，在这个模型中，量子涨落可以被调节或调节。介于经典固态物理学和以前的模拟之间的一种中间世界，其中可以更详细地研究扩展的量子电动力学理论及其分形。

目前还没有已知的材料会表现出分形。但是，如果下一个模型更精确地指示晶体结构和磁相互作用应该是什么样子，那么实验物理学家就可以开始设计和测量这种材料。“我看不到这些发现在未来几年的应用，但也许在未来几十年内，这将是著名的量子飞跃，具有真正的新特性，”Reuther说。

研究结果发表在《物理评论快报》杂志上。

更多信息：尼尔斯·尼格曼等人，非常规夹点奇点的量子效应，《物理评论快报》（2023 年）。DOI： 10.1103/PhysRevLett.130.196601

期刊信息：物理评论快报