Необычное свойство кристаллов открывает возможности для исследования новых магнитных явлений
Исследователи Сколтеха и их коллеги из Королевского технологического института (KTH) и Уппсальского университета (Швеция) предсказали наличие у определенного класса магнитных кристаллов антихирального ферромагнетизма – необычного свойства, которое может дать старт исследованиям целого ряда новых эффектов, связанных с магнетизмом.
Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review B. Хиральность (от др.-греч. χειρ – «рука») – фундаментальное свойство объектов во многих областях физики, математики, химии и биологии. Именно рука человека — наиболее наглядный пример хирального объекта, у которого отсутствует симметрия относительно правой или левой стороны, а его отражение в зеркале отличается от самого объекта. Примеры ахиральных объектов — круг или квадрат.
Понятие хиральности может применяться и к более сложным объектам. Например, в магнитной системе из-за конкурирующих внутренних взаимодействий могут появляться периодические магнитные текстуры, отличные от их зеркальных отражений. Такой феномен называют хиральным ферромагнитным упорядочением. Считается, что хиральные кристаллы имеют широкие перспективы использования в магнитных устройствах хранения и обработки данных за счет кодирования информации посредством таких нетривиальных магнитных текстур.
Научный сотрудник Центра Сколтеха по научным и инженерным вычислительным технологиям для задач с большими массивами данных (CDISE) Анастасия Первишко и ее коллеги на основе симметрийного анализа и численных расчетов предсказали наличие у определенного класса кристаллов антихирального ферромагнетизма, который проявляется в виде магнитного упорядочения с хиральностью, чередующейся в пространстве.
«Мы предсказали наличие у тетраэдрических ферромагнетиков принципиально иного по сравнению с хиральными и ахиральными текстурами типа магнитного упорядочения. Поэтому мы не случайно используем термин «антихиральность», чтобы подчеркнуть наличие спонтанной модуляции вектора намагниченности с пространственно чередующейся правой и левой хиральностью, что обусловлено симметрией кристалла», – рассказывает Анастасия Первишко.
Как объяснила Анастасия, в периодичной магнитной текстуре происходит чередование типов хиральности, при этом среднее значение инварианта кручения остается равным нулю. «В данном случае мы наблюдаем картину магнитной модуляции, при которой одна ее часть – правосторонняя, а другая – левосторонняя; в этом и заключается принципиальное отличие от обычных хиральных текстур, где тип хиральности остается неизменным», – добавляет Первишко.
Ученые показали, что антихиральный ферромагнетизм можно наблюдать у кристаллов с симметрией, естественной при формировании минералов. Так, они исследовали магнитное упорядочение в структуре с тетраэдральной симметрией кристалла, где в ходе микромагнитного анализа получили новое антихиральное упорядочение.
«Благодаря наличию этого необычного магнитного упорядочения можно исследовать разнообразные магнитные явления, такие как магнитные домены и скирмионы, принципиально отличающиеся от хиральных текстур. Полученные нами результаты открывают путь для проведения дальнейших теоретических и экспериментальных исследований этого класса магнитных материалов», – отмечает в заключение Анастасия Первишко. Исследование выполнялось при поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-32-60020 и стипендии Президента РФ.
Telegram 
Дзен 
VK Физтехи разработали стохастический вариант метода Франк—Вульфа для моделирования равновесного распределения транспортных потоков. Особенность нового подхода — использование случайных фрагментов из большого массива данных — ускоряет вычисления, при этом в экспериментах метод показывает качество решения, сопоставимое с классическими алгоритмами.
Исследователи впервые подробно описали молекулярный «якорь», с помощью которого малярийный паразит проникает в клетки крови, и создали белок, блокирующий заражение. Оказалось, структура паразита сложнее и он активно перестраивает мембрану хозяина, чтобы проникнуть внутрь.
Международная команда исследователей при участии НИУ ВШЭ в Санкт-Петербурге создала микролазеры, излучающие в диапазоне глубокого ультрафиолета — 255 нанометров. Устройства работают при комнатной температуре, а диаметр самого маленького из них — около двух микрометров, что сопоставимо с размером бактерии. Такие лазеры могут применяться для сенсоров, спектроскопических систем, фотонных чипов и устройств связи.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно