Физики впервые экспериментально подтвердили существование эмерджентных фотонов в спиновом льде
Квантовые спиновые жидкости (КСЖ) обещают ученым развитие в областях квантовых вычислений и передачи энергии без потерь. В них магнитные моменты частиц теоретически не должны упорядочиваться даже при охлаждении до абсолютного нуля температур.
![Подготовленные к эксперименту образцы Ce₂Zr₂O₇ на медном держателе и рентгеновская лауэграмма в направлении [0, 0, 1] кристалла / © Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-02922-9](https://naked-science.ru/wp-content/uploads/2025/06/api.jpg)
Теоретические основы процессов в КСЖ разработаны давно, но до сих пор физики не могли прямо экспериментально доказать существование основополагающего элемента этого экзотического состояния материи — эмерджентных фотонов.
Это не фотоны в прямом смысле слова, не квант излучения. Эмерджентные фотоны — квазичастица, описывающая общее возбуждение электромагнитной системы. В целом оно ведет себя подобно фотону и хорошо описывается разработанными для фотонов теориями, но не является им. Доказать существование именно эмерджентных фотонов мешали загрязнение данных шумами и недостаточная чувствительность выбранных методов исследований.
Исследовательская группа Университета Райса (США) использовала для эксперимента рассеяние поляризованных нейтронов, чтобы найти характерные признаки поведения квантовой спиновой жидкости. Выбранный учеными метод позволили отделить магнитное рассеяние от других сигналов при предельно низких температурах.
При анализе данных ученые подтвердили ключевую особенность, отличающую квантовый спиновый лед от обычных магнитных фаз вещества — сигналы эмерджентных фотонов вблизи нулевой энергии . Дополнительные измерения удельной теплоемкости подтвердили, что теоретически предсказанные эмерджентные фотоны рассеиваются так же, как звуковые волны.
В том же эксперименте ученые подтвердили существование спинонов — квазичастиц, использующихся для описания разделенных, «фракционализированных» спиновых возбуждений. Результаты опубликованы в журнале Nature Physics.
Раньше это поведение мешали подтвердить шумы и неполные данные. Физикам пришлось изменить методы подготовки образцов и использовать очень точные приборы. Работа выполнена совместно с ведущими лабораториями Европы и Северной Америки.
Впервые эмерджентные фотоны и спиноны — характерные признаки квантового спинового льда — наблюдались в трехмерном материале. Это открытие завершает многолетние дебаты в физике конденсированного состояния и создает основу для разработки технологий следующего поколения.
«Этот неожиданный результат побуждает ученых глубже изучать подобные уникальные материалы, что может изменить наше понимание магнетизма и поведения веществ в экстремальных квантовых условиях», — отметил Бин Гао (Bin Gao), ведущий автор исследования, научный сотрудник кафедры физики и астрономии Университета Райса (США).
Telegram 
Дзен 
VK Отходы виноделия служат полноценной заменой антибиотикам в птицеводстве. Всего полпроцента виноградного жмыха в рационе бройлеров с хроническим воспалением кишечника восстановили рост птиц, подавили патогенные бактерии и улучшили качество мяса. В отличие от традиционных стимуляторов роста, жмых не провоцирует появление супербактерий, предлагая индустрии дешевую и экологичную альтернативу.
Российские антропологи изучили коренной моляр неандертальца из алтайской пещеры, в котором было крупное углубление, выглядящее искусственным. Анализ показал, что около 60 тысяч лет назад в зубе высверлили пораженные ткани заостренным камнем. Находка отодвинула первое известное применение инвазивных стоматологических процедур на 45 тысяч лет в прошлое.
Астрофизики из МФТИ, Института прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН и США выяснили, что магнитосфера молодой звезды может полностью изменить направление ее дрейфа. Трехмерные магнитогидродинамические расчеты впервые учли весь комплекс взаимодействий между планетой, диском и звездным магнитным полем в единой самосогласованной симуляции.
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Крупные травоядные утконосые майазавры известны своим развитым социальным поведением. Они жили семьями и строили гнезда для своих детенышей. Даже название вида переводится с греческого языка как «ящер — хорошая мать». Исследование окаменелых зубов майазавров показало, что они выращивали детенышей совсем не так, как это считалось типичным для животных глубокой древности.
Отходы виноделия служат полноценной заменой антибиотикам в птицеводстве. Всего полпроцента виноградного жмыха в рационе бройлеров с хроническим воспалением кишечника восстановили рост птиц, подавили патогенные бактерии и улучшили качество мяса. В отличие от традиционных стимуляторов роста, жмых не провоцирует появление супербактерий, предлагая индустрии дешевую и экологичную альтернативу.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
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
Последние комментарии