Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay
  Все выпуски  

Найдены доказательства квантовой спиновой жидкости



Найдены доказательства квантовой спиновой жидкости
2016-04-04 19:05 zarubin

Доказательства причудливого состояния материи, впервые предсказанного 40 лет назад, были найдены в реальном материале.

Это состояние, известное как квантовая спиновая жидкость, когда электроны, считавшиеся неделимыми строительными блоками природы, разбиваются на куски. Дробные частицы, известные как майорановские фермионы, можно использовать в квантовых компьютерах и открытие электронного расщепления в реальном материале — крупный прорыв. Исследование проводилось под руководством Кембриджского университета. Физики впервые измерили первые подписи майорановских фермионов в двумерном материала со структурой, подобной графену.

Их экспериментальные результаты успешно совпадают с одной из главных теоретических моделей для квантовой спиновой жидкости, известной как модель Китаева. Наблюдение за одним из самых интригующих свойств — электронном расщеплении или фракционировании в реальных материалах имеет большое значение. Полученные майорановскими фермионы могли бы сделать квантовые компьютеры гораздо быстрее, чем обычные компьютеры.

Соавтор научного открытия Johannes Knolle говорит: «Это новое квантовое состояние материи, которое было прогнозируемым, но не выявленным прежде». В типичном магнитном материале, электроны ведут себя как крошечные стержневые магниты, и когда материал охлаждается до достаточно низкой температуры, то магниты выстраиваются полюса в одном направлении. Но в материале, содержащем квантовую спиновую жидкость, даже если он охлаждается до абсолютного нуля, стержневые магниты не выравниваются, из-за квантовых флуктуаций.

Физики во главе с Knolle использовали методы нейтронного рассеяния в поискатх экспериментального доказательства фракционирования в кристаллах хлорида рутения (RuCl3). Исследователи проверили магнитные свойства кристаллов RuCl3, освещая их нейтронами, и наблюдая картину ряби, которую нейтроны создавали на экране. То, что увидели ученые, совпадало с теоретическими предсказаниями. Впервые ученые нашли прямое доказательство квантовой спиновой жидкости и фракционирование электронов в 2D материале. «Это новое дополнение к короткому списку известных квантовых состояний материи», сказал Knolle. «И важный шаг для нашего понимания квантовой материи, интересно видеть еще одно новое квантовое состояние».



В избранное