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 Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
МС-21-310 — импортозамещенная версия российского пассажирского самолета МС-21. Вскоре он появится на отечественных аэродромах, пообещали в «Ростехе». Также госкорпорация опубликовала видео, на котором можно увидеть процесс строительства этого авиалайнера.
Палеонтологи, изучив окаменелые кости древнего существа, обнаруженные еще в 1948 году на острове в Баренцевом море, пришли к выводу, что это новый вид плагиозаврид — вымерших земноводных, живших на планете примерно 250 миллионов лет тому назад. Вновь идентифицированная амфибия по размерам оказалась рекордсменом среди собратьев, достигая в длину почти трех метров.
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.
Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Британские экологи выяснили, что большинство людей не догадываются о вреде солнцезащитных кремов для Мирового океана. Обзор научной литературы и локальный уличный опрос наглядно продемонстрировали разрыв между реальными экологическими угрозами и повседневными привычками покупателей.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
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.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
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