Неуловимые квантовые преобразования вблизи абсолютного нуля - Финансовый гений

Неуловимые квантовые преобразования вблизи абсолютного нуля

Высокая температура способствует классическому переходу фаз: твердое, жидкое, газообразное, но намного более странные вещи могут произойти, когда температура понижается.  Если фазовые переходы происходят при самых низких температурах, где царит квантовая механика, тонкие колебания могут существенно преобразовать материал.
Ученые из США исследовали холодную область абсолютного нуля, чтобы изолировать и прозондировать квантовые фазовые переходы с беспрецедентной точностью.
«В холодных условиях электронные, магнитные и термодинамические характеристики металлических материалов определяются неуловимыми квантовыми флуктуациями, — сказал соавтор исследования Мейгэн Аронсон. — Впервые мы имеем картину одного из самых фундаментальных электронных состояний без окружающего теплового ретуширования, усложняющего его свойства».
Ученые исследовали возникновение ферромагнетизма – той же самой магнитной поляризации, эксплуатируемой в современных электронных устройствах, электрических двигателях, и даже магнитах холодильника.
Исследование предоставляет методы, чтобы определить и понять новые материалы с мощными и неожиданными свойствами, включая сверхпроводимость — способность проводить электричество с большой эффективностью.
«Демонстрация этого квантового фазового перехода позволяет нам прогнозировать и потенциально повышать производительность новых материалов практическими способами, которые ранее были только теоретическими», — сказал соавтор исследования, физик Алексей Тсвелик.
Отображение квантовых пейзажей
Присутствие высокой температуры усложняет или пересиливает так называемые квантовые критические колебания, поэтому ученые провели эксперименты при самых низких температурах
«Законы термодинамики делают абсолютный ноль недостижимым, но квантовые фазовые переходы можно действительно наблюдать при температуре, отличной от нуля, — сказал Аронсон. — Тем не менее, для того, чтобы вывести полную квантово-механическую природу, мы должны достичь температуры до – 273?C, что намного холоднее, чем жидкий гелий или даже межзвездное пространство».
Исследователи использовали новое соединение иттрия, железа и алюминия (YFe2Al10), которое они обнаружили при поиске новых сверхпроводников.
«Наши термодинамические и магнитные измерения показали, что YFe2Al10 становится ферромагнитным точно при абсолютном нуле,  что в резком контрастирует с железом, которое является ферромагнетиком при температуре, значительно выше комнатной», — сказал Аронсон.
«Поскольку ферромагнетизм распадается с высокой температурой или приложением магнитного поля, мы использовали теорию определения пространственных и временных колебаний, которые стимулируют переход, — сказал Тсвелик. — Эта фундаментальная информация дает представление о других материалах».
Квантовые ключи к новым материалам
Ученые планируют изменить состав YFe2Al10 так, чтобы он становился ферромагнитным при ненулевой температуре.
«Прочное магнитное упорядочение обычно блокирует сверхпроводимость, но подавления этого состояния может достичь точного баланса квантовых флуктуаций, необходимых для реализации нетрадиционной сверхпроводимости, — сказал Тсвелик. — Этот вопрос вызывает большой экспериментальный и теоретический интерес, чтобы изолировать конкурирующие квантовые взаимодействия, которые способствуют магнетизму в одном случае и сверхпроводимости в другом».
Аронсон добавил: «Очень важно иметь больше примеров, показывающих нулевое температурное взаимодействие сверхпроводимости и магнетизма, поскольку мы развиваем целостное понимание того, как эти явления связаны и как мы могли бы управлять этими свойствами в материалах нового поколения».

Related Post

В Москве открылся первый в мире фирменный центр выдачи заказов AliExpressВ Москве открылся первый в мире фирменный центр выдачи заказов AliExpress

5 февраля в столице Российской Федерации открывается официальный фирменный центр AliExpress по выдаче заказов. Первый центр выдачи товара создан на базе службы доставки «СПСР-экспресс», которая стала партнером AliExpress. По итогам 2014 года онлайн-магазин AliExpress стал

Хаббл прислал на Землю фото гигантского смайликаХаббл прислал на Землю фото гигантского смайлика

Искрящиеся «глаза» смайлика — это две яркие галактики, которые находятся от нас на расстоянии 4,5 миллиарда световых лет. На самом деле, картинка, напоминающая ухмылку, отображает огромное скопление галактик. Скопления галактик являются наиболее массивными системами

Предварительная версия Windows 10 для смартфонов должна быть выпущена в феврале — ДокладПредварительная версия Windows 10 для смартфонов должна быть выпущена в феврале — Доклад

Microsoft Corp. объявила о прекращении производства своих планшетов Surface 2. Также, в новой операционной системе есть голосовой помощник Cortana и новая функция Continuum, которая автоматически переключает интерфейс системы с настольного на планшетный при подключении или,