Новый квантовый эффект может означать, что состояние Кондо — это не то, что мы думали
Сверхмаленький, очень точный эксперимент в сверххолодной физике выявил совершенно новое квантовое состояние, называемое спинароном.
Оно возникает в чрезвычайно холодных условиях, когда атом кобальта на поверхности меди подвергается воздействию сильного магнитного поля, в результате чего направление его вращения меняется взад и вперед.
Это открытие может спровоцировать серьезное переосмысление предположений о том, как ведут себя низкотемпературные проводящие материалы, по мнению физиков из Института Юлия Максимилиана. Университет Вюрцбурга (JMU) и Исследовательский центр Юлиха в Германии.
Исследователям удалось увидеть магнитный спин атома кобальта в экспериментальной установке благодаря сочетанию интенсивного магнитного поля и железа. наконечник добавлен к их сканирующему туннельному микроскопу атомного масштаба.
Этот спин не был жестким, а скорее постоянно переключался взад и вперед, что затем возбуждало электроны на медной поверхности. Если использовать аналогию, очень полезную в физике высокого уровня, атом кобальта подобен вращающемуся мячу для регби.
«Когда мяч для регби непрерывно вращается в яме для мячей, окружающие мячи смещаются волной. -подобным образом, — говорит физик-экспериментатор Маттиас Боде из JMU.
Это именно то, что мы наблюдали – электроны меди начали колебаться в ответ и соединились с атомом кобальта».
ранее были предсказаны новые наблюдения, которые бросают вызов существующим представлениям о так называемом эффекте Кондо: любопытном нижнем пределе электрического сопротивления, когда магнитные примеси присутствуют в холодных материалах.
В этих новых экспериментах атом кобальта остается находится в постоянном движении, сохраняя свой магнетизм даже при взаимодействии с электронами. Однако согласно правилам эффекта Кондо магнитный момент нейтрализуется взаимодействием электронов.
С 1960-х годов ученые использовали эффект Кондо для объяснения определенных типов квантовой активности, когда металлы, такие как кобальт, и медь сочетаются. Теперь, возможно, некоторые из этих давних представлений придется изменить – и исследователи ищут другие сценарии, в которых спинароны могли бы применяться вместо эффекта Кондо.
«Мы подозреваем, что многие на самом деле могут описывать спинаронного эффекта», — говорит физик-экспериментатор Артем Одобеско из JMU, добавляя: «Если это так, мы перепишем историю теоретической квантовой физики».
Квантовая физика может быть трудной для понимания, но каждый Подобный прорыв приводит ученых к лучшему пониманию того, как материалы и силы, действующие на них, работают вместе на атомном уровне.
И сами исследователи признают противоречие между совершением такого важного открытия в высокоточной и экстремальной лаборатории. условиях – и, тем не менее, на самом деле не имеет никакого немедленного практического применения.
«Наше открытие важно для понимания физики магнитных моментов на металлических поверхностях», — говорит Боде. «Хотя эффект корреляции является переломным моментом в фундаментальных исследованиях, направленных на понимание поведения материи, я не могу добиться от него реального переключения».
Результат исследования был опубликован в журнале Nature Physics.
