Открытие сделала группа профессора Зильке Бюлер-Пашен из Технического университета Вены и аспиранта Федерико Матцы из Института Лауэ-Ланжевена в Гренобле. Работа опубликована в журнале Nature Physics.
Квантовая запутанность — явление, при котором несколько частиц образуют единую систему: измерение одной мгновенно определяет состояние остальных, как бы далеко они ни находились. Прежде этот эффект демонстрировали только в крошечных изолированных системах из двух-трех частиц. Наблюдение запутанности в реальном твердом теле с триллионами атомов — принципиально иной результат.
Объектом исследования стал монокристалл соединения церий-палладий-кремний. Это «странный металл» — класс материалов, электрическое сопротивление которых линейно растет с температурой. Объяснить такое поведение в рамках стандартной квантовой теории металлов до сих пор не удавалось, и именно это десятилетиями интригует физиков.
Матца провел измерения на нейтронном источнике в Гренобле. Для оценки запутанности авторы использовали квантовую информацию Фишера — математический инструмент, позволяющий «считывать» степень коллективного квантового поведения по рассеянию нейтронов. Результат: в кристалле действительно действуют как минимум девять частиц- «сообщников».
По версии Бюлер-Пашен, именно это коллективное квантовое поведение и порождает аномальные свойства «странных металлов». Открытие приближает физиков к созданию материалов с управляемыми квантовыми характеристиками.