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.
Вчера, 21:25
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

Вчера, 19:01
8 минут
Мария Азарова

Математическое моделирование позволило подсчитать, что большинство случаев тяжелого течения коронавирусного заболевания и госпитализаций по этой причине в США оказались связаны с одним из четырех кардиометаболических нарушений, а главным образом — с ожирением.

Вчера, 20:48
5 минут
Мария Кривоченко

Ученые создали компьютерную сеть, которая имитирует человеческий мозг. Благодаря ей удалось выяснить, как человек обрабатывает движущиеся изображения, и понять, как появляются оптические иллюзии.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

Вчера, 21:25
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

23 февраля
4 минуты
Виктория Сафронова

Звук — шум от передвижения марсохода — записан одним из его микрофонов.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

2 февраля
44 минуты
Александр Березин

В научном журнале The Lancet появились итоги клинических испытаний «Спутника-V», и на первый взгляд эта публикация — триумф. Российская вакцина показала эффективность выше, чем у Pfizer и Moderna. Увы, на этом хорошие новости закончились. Плохих две.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[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: