Впервые обнаружена трехмерная спиновая жидкость — Naked Science
16.07.2019
Никита Шевцов

Впервые обнаружена трехмерная спиновая жидкость

Физики впервые показали, что монокристаллы минерала пирохлора с введенными в него цезием и цирконием проявляют свойства трехмерной спиновой жидкости.

2-physicistsfi
©Wikipedia

Спиновая жидкость — магнитное состояние вещества. Несмотря на название, это твердый материал, в котором странное свойство квантовой механики — запутанность — обеспечивает жидкое магнитное состояние. Спиновая жидкость была теоретически предсказана в 1973 году, и лишь в 2012-м ученые обнаружили первое вещество с таким состоянием.

 

Новая работа рассказывает об обнаружении первой трехмерной спиновой жидкости. Считается, что спиновые жидкости встречаются в твердых материалах, которые состоят из магнитных атомов, в частности внутри кристаллической решетки.

 

Неотъемлемым свойством электронов, которое приводит к магнетизму, является спин — это собственный момент вращения электрона, который может быть направлен только в две разные стороны. В большинстве материалов спины перемешиваются случайным образом, как колода карт, но в магнитах они оказываются упорядоченными и обуславливают их физические свойства.

 

3D представление квантовой спиновой жидкости /©Университет Райса

 

В спиновой жидкости при любой температуре спины электронов оказываются неупорядоченными. Мало того, они все получаются запутанными друг с другом. То есть направление спина одного электрона зависит от направления другого, на каком бы расстоянии они ни находились. Эта квантовая запутанность и обуславливает интересные свойства таких состояний.

 

Физики из Университета Райса впервые получили трехмерную спиновую жидкость — то есть материал, обладающий запутанностью спинов во всех пространственных измерениях. Им оказался природный минерал пирохлор, в котором атомы кальция и ниобия заменены цезием и цирконием. Но, чтобы подтвердить свои догадки, ученым пришлось приложить намного больше усилий.

 

Для этого исследователи предложили целый ряд доказательств. Эксперименты по неупругому рассеянию нейтронов показали наличие пространства спинового возбуждения, которое может быть признаком квантовой спиновой жидкости. Исследования дифракции электронов позволили установить, что образец не имеет вакансий кислорода или других известных дефектов. А тщательная рентгенография показала, что в образце не наблюдается беспорядка в расположении атомов. Еще несколько методов анализа показали, что анализируемый учеными материал проявляет свойства квантовой жидкости.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сегодня, 06:05
Василий Парфенов

Статистика израильского Минздрава показывает неприятные новости для родителей, беспокоящихся о здоровье ребенка во время пандемии. По данным национального исследования, свыше 11% детей, которым поставили диагноз Covid-19, сохраняют симптомы заболевания более чем через 12 недель после заражения. Это состояние получило название «продолжительный» Covid-19, или «постковидный синдром», а его причины пока не до конца ясны медикам и ученым.

Вчера, 13:58
Алиса Гаджиева

На месте будущей дороги в Калининградской области археологи обнаружили некрополь III-VI веков нашей эры.

Позавчера, 14:35
Алиса Гаджиева

Ученые из Института археологии и этнографии Сибирского отделения РАН обнаружили городище Шилкинской системы.

Позавчера, 06:30
Мария Азарова

Ученые проверили содержание побочных продуктов дезинфекции в чае, который заваривали водопроводной или наночистой водой с хлором. Уровни этих соединений в напитке были ниже, чем в самой воде, однако большинство из них оказались неизвестны исследователям — как и их воздействие на здоровье человека.

15 сентября
ПНИПУ

Ученые Пермского Политеха и Хуачжунского университета науки и технологии (КНР) создали уникальную технологию, которая позволит предприятиям производить промышленные изделия без дефектов. Лазерная сварка в вакууме позволит повысить качество ответственных конструкций в аэрокосмической и машиностроительной отраслях. Российские и зарубежные ученые реализовали разработку благодаря уникальному проекту международных исследовательских групп (МИГов), который действует в Пермском крае с 2011 года и не имеет аналогов в России.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

9 сентября
Алиса Гаджиева

Необычный артефакт обнаружили в одном из пунктов сбора вторсырья в Красноярском крае.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: