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 Международная группа физиков зафиксировала под землей в США аномальный всплеск энергии, похожий на прямое столкновение невидимой частицы темной материи с обычным веществом. Подземные датчики поймали сигнал, который не удалось списать ни на один из известных науке видов радиации или фоновых помех.
Исследователи выяснили, что гипотеза о «рептильном мозге», поверх которого во время эволюции якобы наслоились более разумные отделы, оказалась ошибочной. Эволюция не наращивала новые слои нейронов один за другим, а постоянно перераспределяла мозговые ресурсы между двумя разными типами межнейронных связей.
Найденное в Израиле двухтысячелетнее кольцо с греческой надписью «ΠΙΛΑΤΟ» не могло принадлежать лично римскому наместнику Иудеи Понтию Пилату. К такому выводу пришла автор нового исследования, предложившая свою интерпретацию надписи и кандидатуру вероятного владельца кольца.
Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.
Группа российских исследователей, в которую вошли океанологи Санкт-Петербургского университета, выявила существование ранее неизвестных механизмов распространения «волн Россби». В ходе работы им удалось зафиксировать точки, где перенос энергии прекращается, а траектории движения воды претерпевают изменения. Дополнительно ученые обнаружили асимметрию в динамике волновых процессов, зарождающихся у западных и восточных прибрежных течений.
Международная группа физиков зафиксировала под землей в США аномальный всплеск энергии, похожий на прямое столкновение невидимой частицы темной материи с обычным веществом. Подземные датчики поймали сигнал, который не удалось списать ни на один из известных науке видов радиации или фоновых помех.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
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