Новая фаза материи: пол-лед, пол-огонь

Обнаружена новая фаза материи, получившая прозвище «пол-лед, пол-огонь», в которой сочетаются упорядоченные «вверх» спины (холодные циклы) и неупорядоченные «вниз» спины (горячие циклы), обеспечивая резкое переключение фаз при приемлемых температурах и открывая возможности для развития квантовых вычислений и смежных технологий.
Новая фаза материи: пол-лед, пол-огонь
Изображение носит иллюстративный характер

Феномен проявляется за счет разделения электронных спинов на два типа: высокоупорядоченные «холодные циклы» и неупорядоченные «горячие циклы». Такое сочетание дает возможность наблюдать моментальные фазовые переходы между состояниями, что при стандартных условиях было недоступно.

Новое состояние является зеркальным аналогом ранее зафиксированного состояния «пол-огонь, пол-лед», обнаруженного в 2016 году в Brookhaven National Laboratory физиками Вейгуо Ином и Алексеем Цвеликом при участии стажера Кристофера Рота. Исследователи расширили понимание фазовых переходов и выявили новые закономерности в сложных магнитных системах.

Эксперименты проводились на ферримагнетическом материале, соединении Sr3CuIrO6, состоящем из стронция, меди, иридия и кислорода. Ранее наблюдавшееся состояние «пол-огонь, пол-лед» создавалось под воздействием внешнего магнитного поля: горячие спины локализовывались на медных сайтах, а холодные — на иридиевых участках структуры.

Экспериментальные данные подтверждают открытие при помощи графической интерпретации: одна иллюстрация демонстрирует соотношение состояний «пол-лед, пол-огонь» и «пол-огонь, пол-лед», а другая представляет зависимость магнитной энтропии от магнитного поля и температуры. Черная точка на графике при нулевой температуре определяет область состояния «пол-огонь, пол-лед», а пунктирная линия обозначает узкий температурный диапазон нового состояния.

Недавние исследования под руководством Вейгуо Ина выявили, что фазовое переключение происходит в чрезвычайно узком температурном интервале, сопровождаясь обменом местами горячих и холодных спинов. «Решение этих задач может привести к значительному прогрессу в технологиях, таких как квантовые вычисления и спинтроника», – отметил Вейгуо Ин. Алексей Цвелик добавил, что «эти находки могут открыть новый путь для понимания и управления фазами и фазовыми переходами в определенных материалах». Точная манипуляция фазовыми переходами сулит перспективы для разработки инновационных методов хранения квантовой информации и передовых систем охлаждения.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Physical Review Letters в декабре 2024 года и приобретают особую значимость на фоне публикаций о самом тяжелом антиматериальном частице, способном пролить свет на происхождение Вселенной, и исследований «призрачных» частиц, ведущих к обнаружению темной материи, что расширяет представления о состояниях материи и фазовых переходах.


Новое на сайте

20066[b]Фотосинтез в глазах мышей: возможно ли это без превращения в растение?[/b] 20065[b]СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло... 20064[b]Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет[/b] 20063[b]Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках[/b] 20062[b]Кости в бухте эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века[/b] 20061[b]Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов... 20060[b]Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19[/b] 20058[b]Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет?[/b] 20057[b]Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние[/b] 20056[b]Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?[/b] 20055[b]Томоэ гозэн: женщина-самурай, которая существовала на самом деле[/b] 20054[b]Что видели астронавты «Аполлона-12» над лунным горизонтом?[/b] 20053[b]Восковой блокнот на латыни и шёлковая туалетная бумага: кто посещал средневековый... 20052[b]Хантавирус на борту: 41 человек под наблюдением после рейса MV Hondius[/b]
Ссылка