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Konkret erzeugten die Forscher um Silke Bühler-Paschen vom Institut für Festkörperphysik einen Kristall aus Cer, Palladium und Silizium - ein "Strange Metal", das ungeklärte Eigenschaften zeigt und dessen Verhalten man in der Studie näher untersuchen wollte. Federico Mazza, Erstautor der im Fachmagazin "Nature Physics" publizierten Ergebnisse und Doktorand an der Technischen Universität (TU) Wien, beschoss diesen Kristall mit Neutronen, die mit den Teilchen darin kollidieren beziehungsweise an ihnen streuen. "Die Antwort war aber keine 1-zu-1-Streuung, sondern sah so aus, als hätte jedes Neutron mit einem Kollektiv interagiert. Daran erkennt man die Verschränkung", erklärte Bühler-Paschen im Gespräch mit der APA.
Dafür wurde ein Konzept genutzt, dessen theoretische Grundlage den Angaben zufolge vom Innsbrucker Quantenphysiker Peter Zoller und seinem Team gelegt wurde, um Quantenverschränkung in großen Systemen nachzuweisen. Es misst, wie empfindlich ein Quantensystem auf eine Veränderung reagiert, woraus sich die Stärke der Verschränkung ablesen lässt. "Wir konnten erstmals detektieren, dass es Materialien gibt, bei denen man die Verschränkung quantifizieren kann, und dass sie ziemlich groß ist. Wir sprechen hier von mindestens neun verschränkten Objekten. Das ist selbst in der Quantentechnologie eine hohe Zahl", so Bühler-Paschen.
Das "Strange Metal"-Verhalten des Kristalls werde beispielsweise auch in Hochtemperatur-Supraleitern beobachtet. Im Jahr 2025 sei in Kooperation mit der Rice University (USA) herausgefunden worden, dass Strom in solchen Materialien erstaunlich rauscharm fließe, heißt es in einer Aussendung der TU Wien. Die nun festgestellte starke Verschränkung, an deren Entdeckung auch der theoretische Physiker Fakher Assaad von der Universität Würzburg beteiligt war, scheine direkt mit dem Verhalten von "Strange Metals" verknüpft zu sein. Die Phänomene könnten also auf die Quanteneffekte zurückzuführen sein.
Die Hinweise auf eine Quantenverschränkung in einem Festkörper würden quasi einen Brückenschlag zwischen Quanten- und Festkörperphysik darstellen. Ziel ist laut Bühler-Paschen nun, "Strange Metals" eines Tages auch für Quanten-Anwendungen einzusetzen. "Es gibt Materialien, die interessante Eigenschaften zeigen und die man nicht im Kontext von Quantentechnologie betrachtet hat. Auch wenn wir noch nicht alles verstehen, eröffnet das einen neuen Zugang", sagte die Physikerin.
(S E R V I C E - https://dx.doi.org/10.1038/s41567-026-03298-0 )
WIEN - ÖSTERREICH: FOTO: APA/M. Hensler/TU Wien
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