Физики нашли неуловимую форму магнетизма. Ее предсказали 50 лет назад!

Анонсы
4 марта 2020

Физики отыскали неуловимую форму магнетизма. Ее предсказали 50 лет вспять!

Дальше

Ксюша
Суворова

Основной редактор

Ксюша
Суворова

Основной редактор

Еще в 1966 году японский физик Йосуке Нагаока выступил с мыслью необыкновенного новейшего механизма, который может вызвать ферромагнетизм — парадокс, который принуждает магниты работать. Его мысль имела смысл на теоретическом уровне, но она никогда не наблюдалась в природных материалах. сейчас ученые воспроизвели это и лабораторно. исследование выпустили в журнальчике Nature.

Ученые смогли сделать то, что они именуют «экспериментальными сигнатурами» ферромагнетизма Нагаока (как его стали именовать) в строго контролируемой, сделанной на заказ квантовой электронной системе. Не глядя на то, что еще очень рано употреблять эту новейшую установку магнетизма в имеющихся разработках, открытие окажет огромное воздействие на развитие квантовых систем грядущего.

Исследователи признаются, что когда они начали работать над проектом, они не задумывались, что осознать ферромагнетизм Нагаоки — детская игра-головоломка, в которую необходимо вставить скользящие блоки, которые вы должны собрать в набросок. В Рф эта игра известна как «Пятнашки». В данной нам аналогии любой блок представляет собой электрон со своим своим спином либо сглаживанием. Когда электроны выравниваются в одном направлении, создается магнитное поле. Нагаока обрисовал собственного рода безупречную версию странствующего ферромагнетизма, когда электроны могут свободно передвигаться, а материал остается магнитным.

В версии головоломки Нагаоки все электроны выровнены в одном направлении — это значит, что, невзирая на то, что блоки головоломки перетасовываются, магнетизм системы в целом остается неизменным. Так как перетасовка электронов не имеет значения для общей конфигурации, системе требуется меньше энергии.

Схематическое разъяснение ферромагнетизма Нагаоке на примере «Пятнашек»

Чтоб показать нагаокский ферромагнетизм в действии, ученые практически выстроили двумерную сетку размером два на два, состоящую из квантовых точек — крохотных полупроводниковых частиц, которые потенциально могут образовать квантовые компы последующего поколения. Вся система была охлаждена до уровня, близкого к абсолютному нулю (–272,99°C либо –459,382°F), потом три электрона были захвачены снутри нее (оставив один блок головоломки пустым). Последующим шагом было демонстрация того, что сетка ведет себя как магнит, как представил Нагаока.

Ученые употребляли весьма чувствительный электронный датчик, который мог расшифровать ориентацию спина электронов и конвертировать его в электронный сигнал, который мы могли бы измерить в лаборатории. Датчик показал, что система сверхмалых сверхчувствительных квантовых точек вправду выровняла спины электронов, как и ожидалось, естественно, предпочитая состояние с самой низкой энергией.

Ранее числилось, что это одна из самых сложных заморочек в области физики, потому на данный момент совершен значимый шаг вперед в нашем осознании как магнетизма и квантовой механики, так и ферромагнетизма. сейчас мы знаем, что он работает и на наноуровне.

В предстоящем открытие обязано посодействовать в разработке собственных квантовых компов — устройств, способных делать вычисления, выходящие за рамки наших современных технологий. Бывалые опыты, такие как реализация ферромагнетизма Нагаоке, дают принципиальные ориентиры для разработки квантовых компов и симуляторов грядущего.

Источник