Впервые обнаружена трехмерная спиновая жидкость — Naked Science
4 минуты
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.
11 часов назад
6 минут
Василий Парфенов

Вопрос разработки способов запасания электричества в XXI веке встал невероятно остро — ученые со всего мира ломают голову над тем, как сделать батареи более емкими. Армейская исследовательская лаборатория США добилась успехов в создании тончайших антисегнетоэлектрических пленок из гафната свинца. Это сложное в получении соединение обладает большим потенциалом к применению в аккумуляторах и электрических вентилях.

Вчера, 18:35
4 минуты
Ольга Иванова

NASA смоделировало ситуацию, при которой нашей планете угрожает крупное небесное тело, и выяснило, как много времени понадобится землянам, чтобы предотвратить катастрофу. Спойлер: мы все умрем.

Вчера, 12:00
2 минуты
Илья Ведмеденко

Как следует из обнародованных материалов, дальность действия перспективной американской системы гиперзвукового оружия Long Range Hypersonic Weapon превышает 2775 километров.

11 мая
11 минут
Мария Азарова

Американские ученые показали, что РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

12 мая
7 минут
Мария Азарова

Исследователи впервые показали присутствие коронавируса в ткани полового члена спустя как минимум полгода с момента заражения. Судя по всему, распространенная у пациентов с Covid-19 дисфункция эндотелиальных клеток может приводить и к развитию импотенции.

11 мая
8 минут
Мария Азарова

Блокирование рецептора, который помогает сохранять энергию в условиях голода, назвали ключом к более безопасным профилактике и лечению ожирения, вызванного неправильным образом жизни.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: