Ученые объяснили нечто необъяснимое

Главное: Ученые доказали существование квантовой спиновой жидкости. Они объяснили, что это такое.

Детали: Ученые-физики из университета штата Флорида в США совместно со своими немецкими коллегами из Института химической физики твердого тела Макса Планка в Дрездене заявили, что доказали существование квантовой спиновой жидкости. Их работу цитирует издание Nature Physics.

Исследователи говорят, что это состояния вещества, которое перспективно для создания кубитов квантовых компьютеров.

В публикации напоминают, что теория спиновых жидкостей была сформулирована в 1973 году, но ученые так и не нашли ни одного вещества, способного его образовывать.

В статье сказано: «Таким состоянием может обладать трихлорид рутения. При высоких температурах и сильных магнитных полях спины электронов, взаимодействуя в этом материале, эффективно понижают общую энергию».

Эксперты сообщают: «Трихлорид рутения обладает свойствами спиновой жидкости. Это позволяет по-новому взглянуть на этот материал и демонстрирует перспективную возможность поиска новых спиновых жидкостей».

В публикации информируют, что трихлориде рутения имеет ячеистую структуру, как у графена, однако в отличие от углеродного материала, в трихлориде рутения спины электронов направлены в одну сторону, благодаря чему он обладает магнитными свойствами.

Ученые отмечают: «Рутений намного тяжелее углерода, что приводит к сильному взаимодействию между спинами. Из-за этого эффекта увеличится магнитное разупорядочение в материале и он не будет иметь магнитных свойств – два электрона с разными спинами объединятся в пару, а третий электрон, который находится с ними в группе, остается в подвешенном состоянии и это приведет к образованию спиновой жидкости».

Исследователи утверждают, что результаты эксперимента подтвердили эту гипотезу.

Отмечается следующее: «При низких температурах и под воздействием магнитного поля трихлорид рутения проявляет признаки того поведения, которое мы ищем. Спины не просто выравниваются в соответствии с ориентировкой соседних спинов, но, скорее, становятся динамичными, как вращающиеся молекулы воды, при сохранении некоторой корреляции между ними».

В отчете резюмируют: «Это относительно простая установка, которая позволила нам проводить измерения как в резистивном магните мощностью 35 тесла, так и в магните импульсного поля мощностью 65 тесла».

Теперь же ученые хотят провести эксперименты в поле с индукцией в 100 тесла, что позволит уловить сам момент перехода трихлорида рутения в неуловимое экзотическое состояние.

В тему: 7 октября 2020 года мы писали, что ученые сделали с алмазом кое-что странное.