Полу замрзнати спинови течни вести од физиката
Здрав за Марс
Семејно стебло на Млечниот пат
Целосно интегрирана контрола на нанодијамантите
Малку поблиску до сонцето
Растојанија од starsвезди
Она што ги прави starsвездите да светат
Еднонасочна улица за електрони
Стотици примероци од Newton's Philosophiae Naturalis Principia Mathematica пронајдени во нов преброј
Лабораториски експерименти би можеле да решат загатки за месечината Марс Фобос
Полу замрзната спин течност
Физик-Вести од 11.06.2018 година Термодинамика
Физичарите од Универзитетот во Аугсбург и Институтот Пол Шерер откриваат коегзистенција на течни и замрзнати вртења во магнетни врски под висок притисок.
Основните градежни блокови на магнетни материјали, т.н. спинови, можат да претпостават различни состојби, кои честопати се нарекуваат цврсти (кристални) или гасовити (нарушени) во аналогија на агрегатните состојби. Средните состојби на вртења, што би одговарале на средните состојби на една течност, би биле од посебен интерес, но досега тешко се докажани. Истражувачите на Аугсбуршкиот стол за експериментална физика VI/EKM известуваат во „Писма за физички преглед“ за првиот експериментален доказ за мешана течна и замрзната состојба на вртење, што беа во можност да го реализираат под висок притисок во соединението β-Li2IrO3.
Со специфицирање на физичката состојба, супстанциите генерално може да се класифицираат како гасовити, течни или цврсти. Аналогни термини се користат и за да се опише однесувањето на елементарните магнети во цврсти материи, таканаречените „вртења“. На високи температури, вртењата постојано ја менуваат својата ориентација и се во целосно нарушена, гасовита состојба. Аналогно на кондензацијата и последователното зацврстување кога се ладат гасовите, вртењата исто така можат да замрзнуваат во подредена состојба со фиксна ориентација при ниски температури. Ако, сепак, различните интеракции помеѓу вртењата не можат да бидат задоволени истовремено во фиксна ориентација - се зборува тука за „магнетна фрустрација“ - теоретски се предвидува дека ќе се развие спин течност која е стабилна до најниски температури. Ова е состојба во која спиновите комуницираат едни со други, но не претпоставуваат фиксен редослед.
М. Маџумдер, Р.С. Мана, Г. Симутис, C.Ц. Orain, T. Dey, F. Freund, A. Jesche, R. Khasanov, P.K. Бисвас, Е. Бикова, Н. Дубровинскаја, Л.С. Дубровински, Р. Јадав, Л. Хозои, С. Нишимото, А.А. Цирлин и П. Присуство Распаѓање на магнетниот редослед во притисокот на Китаев го иридира β-Li2IrO3 Физ. Уважениот Лет. 120, 237202 (2018)
Начини да се врти течност
Спин течностите се многу ретки и тешко се генерираат. Теоретски, предложени се различни пристапи, но досега имаше неколку практични имплементации. Во 2006 година, математичкиот физичар Алексеј Китаев смисли многу забележан модел, кој нуди нова класа спин течности со интересни својства - исто така во однос на новите апликации во квантната информатичка технологија. Оттогаш, бројни експериментални групи се обидоа да создадат „спинална течност Китаев“. Иако сега има голем број соединенија кои ја покажуваат зависната од насоката магнетната интеракција постулирана од Китаев, состојбата на спиналната течност Китаев не може да се докаже несомнено. Ова се должи на фактот дека во реалноста дополнителни интеракции што не се содржани во моделот, ја фаворизираат фиксната состојба на вртење.
Експерименти под притисок
Екипата на Аугсбург сега оствари важен чекор напред со примена на притисок. „Притисокот може селективно да ги промени атомските позиции во кристалот, а со тоа и нивните меѓусебни интеракции. Магнетните интеракции се особено чувствителни на притисок, поради што експериментите за притисок врз материјалите на Китаев се особено возбудливи “, вели др. Александар Цирлин, помлад водач на истражувачка група во Центарот за електронски корелации и магнетизам на Институтот за физика во Аугсбург.
За експериментите за печатење е избрано соединението β-Li2IrO3, кое може да се произведе во Аугсбург во форма на високо чисти единечни кристали. Претходните истражувања веќе укажуваа на присуство на интеракцијата Китаев во овој материјал. Сепак, при нормален притисок нема спин течност, туку комплициран магнетски редослед. Тимот предводен од Др. Цирлин и проф. Филип Гегенварт сега изврши експерименти со притисок до 20 000 пати поголем од атмосферскиот притисок, што одговара на огромно оптоварување од 20 тони на сантиметар квадратен.
Беа спроведени различни експерименти. Многу компактен притисок-ќелија со надворешен дијаметар помал од 8 mm беше користена во Аугсбург за високо чувствителни мерења на магнетизирање до многу ниски температури. Понатамошни експерименти беа извршени во Институтот Пол Шерер во Швајцарија. Во овие експерименти, примерокот материјал во ќелија под притисок бил бомбардиран со муони, т.е. позитивно наелектризирани елементарни честички што носат момент на центрифугирање Поларизацијата на спинот на муон е многу чувствителна сонда за локални магнетни полиња во примерочниот материјал. Експериментите со мионите на институтот Пол Шерер го потврдија потиснувањето на магнетниот редослед во β-Li2IrO3 под висок притисок, што веќе беше забележано во Аугсбург, што може да укаже на формирање на спин-течност. Сепак, на изненадување на истражувачкиот тим, деталната проценка откри дека постои соживот, веројатно во нанометарска скала, на течни и замрзнати области.
Ледени или лебдечки санти мраз направени од врти?
Замрзнувањето на спин течноста може да биде предизвикано од несовршености во материјалот, т.е. од дефекти на решетката. Затоа, работната група ја испита кристалната структура крајно прецизно пред, за време и по експериментите за печатење. Сепак, ова не даде доказ за формирање на кристален дефект. „Соживотот на региони со течни и замрзнати вртења се чини дека е општо својство на β-Li2IrO3 под висок притисок“, ги сумира присутните експерименти. Досега не е разбрано дали замрзнатите вртења се формираат во грутки - аналогно на ледените брегови во океанот - или дали ги опкружуваат течните области, аналогно на тенка ледена површина на езерото кое замрзнува. „Во секој случај, фазата забележана под притисок е различна од предвидената спинална течност Китаев. Затоа, постојната теорија треба да се прошири “, рече Цирлин.
Овој извештај за вести е создаден со материјал од idw-online