Впервые обнаружена трехмерная спиновая жидкость — Naked Science
16 июля
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

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.

Вчера, 10:29
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

11 ноября
1 минута
Илья Ведмеденко

Разработанный компанией Otto Aviation самолет Celera 500L, по некоторым данным, совершил первый полет.

Вчера, 16:16
5 минут
Полина Гершберг

Столкнуться с одной из основных причин необратимой потери зрения к 2050 году может каждый четвертый пожилой человек

Вчера, 10:29
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

11 ноября
1 минута
Илья Ведмеденко

Разработанный компанией Otto Aviation самолет Celera 500L, по некоторым данным, совершил первый полет.

Вчера, 19:56
5 минут
Полина Гершберг

Проблемы в младенчестве могут влиять на способность к произвольному контролю как минимум до младших классов.

Вчера, 10:29
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

[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: