Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Супертег Наука 2021январь
Наука

Российские физики впервые "увидели" новый тип квантовых квазичастиц

© Пресс-служба МФТИВозбуждение спинона в спин-жидкостном состоянии вещества
Возбуждение спинона в спин-жидкостном состоянии вещества
Читать ria.ru в

МОСКВА, 31 авг – РИА Новости. Ученые из МФТИ и зарубежных стран экспериментально подтвердили существование спинонов, нового типа квазичастиц, возникающих внутри экзотических квантовых материалов, так называемых спиновых жидкостей. Их выводы и результаты наблюдений были представлены в журнале Physical Review Letters.

Так художник представил себе стокновение сверхмалых частиц
Физики из Стэнфорда создали полноценный аналог "частиц-античастиц"
"Исследованные нами материалы поглощали электромагнитные волны сильнее, чем, казалось бы, они должны были это делать. Причиной этого было возбуждение спинонов. Поскольку это сугубо квантовый эффект, его необходимо учитывать при создании устройств квантовой электроники, использующей принципы квантовой природы носителей заряда", — рассказывает Елена Жукова из Московского Физтеха, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Жукова и ее коллеги изучали свойства так называемых квантовых спиновых жидкостей. Под этим словом ученые понимают набор атомов или ионов, спины электронов которых ведут себя хаотичным образом даже при очень низких температурах, подобно молекулам воды и другой жидкости.

Два года назад сразу две группы физиков из США и Китая создали первые экспериментальные аналоги подобных жидкостей, изучая свойства экзотических материалов при сверхнизких температурах. Эти опыты стали первым свидетельством того, что неуловимые фермионы Майорана — гипотетические частицы, являющиеся антиподом самим себе — действительно могут существовать в реальности.

Помимо фермионов Майорана, ученых давно интересует то, как "работают" сами квантовые спиновые жидкости и что заставляет их вести себя хаотичным образом. Теоретики предполагают, что в этом "виноваты" так называемые спиноны – особые квазичастицы, свободно "гуляющие" по толще жидкости и позволяющие электронам "обмениваться" спинами на большом расстоянии друг от друга.

Электрон как частица и волна
Китайские физики нашли намеки на существование "частицы-античастицы"Ученые из Китая создали при помощи лазерных лучей объекты, похожие по своим свойствам на так называемые фермионы Майорана – частицы, одновременно являющиеся античастицами.

Их существование, как отмечают ученые, было предсказано еще в 1973 году, однако до настоящего времени физикам не удавалось зафиксировать одиночные спиноны и изучить их свойства. Российские исследователи и их зарубежные коллеги решили эту задачу, подобрав правильный материал и условия для ведения эксперимента.

"Были попытки обнаружить это взаимодействие. Но получаемые данные только качественно совпадали с теорией. Наше исследование говорит, что для того, чтобы обнаружить спиноны, необходимо использовать так называемые моттовские изоляторы", — продолжает Жукова.

Так ученые называют еще один экзотический квантовый материал, который одновременно сочетает в себе свойства и изолятора, и проводника. В отличие от сверхпроводников, при охлаждении они не приобретают, а теряют способность проводить ток, так как электроны в них "кучкуются" в обособленные группы и начинают сильно отталкивать друг друга.

Квантовый процессор
Ученые обнаружили новое магнитное состояние веществаГруппа ученых из США, Великобритании и Германии сделала важный шаг для понимания квантовой материи, доказав существование спиновой жидкости.

Как обнаружили Жукова и ее коллеги, спиноны можно обнаружить внутри моттовского  изолятора, охлажденного до сверхнизких температур, обстреливая его пучками терагерцового излучения, "раздевающих лучей". В том случае, если спиноны присутствуют внутри материала,  он начинает поглощать низкочастотную часть этих волн сильнее, чем это предсказывает классическая теория, описывающая поведение подобных материалов.

Открытие спинонов, как надеются ученые, поможет ученым приблизиться к полному пониманию того, как работают квантовые спиновые жидкости, и понять, как их можно использовать на практике.

 
 
 
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала
При пожаре в частном доме в Подмосковье погибли два человекаВ ОДКБ рассказали о брошенном вооружении США и НАТО в АфганистанеВодохранилища Крыма накопили втрое больше воды, чем в 2020 годуЛукашенко рассказал о проекте новой конституции БелоруссииКардиолог назвал неожиданный признак тромбозаВ Приморье полностью закрыли "китовую тюрьму"Минздрав допустил к клиническим испытаниям препарат для лечения рака грудиРоссияне поделились своими достижениями в 2021 годуНа Чукотке охотник погиб, перевернувшись на снегоходеГинцбург рассказал, какие вакцины можно использовать одновременноВ России почти в два раза вырос спрос на дворниковСоратник Горбачева рассказал, как можно было сохранить СССРВ РПЦ прокомментировали критику Парижской архиепископии иерархом РПЦЗСтало известно возможное назначение боевого лазера "Пересвет"Премьер Японии высказался о возможности мирного договора с РоссиейВрач рассказал, от чего защищает рыбий жирРоссиянам посоветовали лучшие продукты на завтрак при похудении"Орудие в руках Путина": в Киеве обвинили Зеленского в работе на КремльРоссийский двигатель для аэробатики испытают на самолете в 2022 годуДед Мороз рассказал, переживает ли из-за глобального потепления