Квантовый сенсор для обнаружения альтермагнетиков

16.06.2026

Физики из Университета Буффало предложили теоретическую схему квантового сенсора, способного надежно выявлять альтермагнитный порядок. Хотя концепция пока существует только в расчетах, она открывает перспективы для экспериментальной проверки и дальнейшего развития технологий.

В основе предлагаемого сенсора лежит алмаз с дефектом типа азот-вакансия, известным как NV-центр. Такой дефект представляет собой атом азота рядом с отсутствующим атомом углерода в кристаллической решетке и обладает высокой чувствительностью к локальным магнитным полям. Идея заключается в том, чтобы разместить этот квантовый датчик вблизи исследуемого материала, ориентировать спин NV-центра в различных направлениях и измерять скорость релаксации. Если релаксация окажется анизотропной, то есть зависящей от направления, это станет четким признаком сложного магнитного порядка, характерного именно для альтермагнетиков.

Авторы работы подчеркивают преимущества менее инвазивного подхода. Многие существующие методы сильно воздействуют на образец, что затрудняет отделение истинных свойств материала от артефактов измерения. Новый протокол измерений позволяет проводить исследования более деликатно, сохраняя исходное состояние вещества. Корреспондирующим автором исследования стал доцент физики Университета Буффало Джамир Марино. Среди соавторов - В.А.С.В. Биттенкорт, Хоссейн Хосейнабади, а также Либор Шмейкал и Хайро Синова из Университета Иоганна Гутенберга в Майнце, которые первыми предложили концепцию альтермагнетиков.

Интерес к альтермагнетикам стремительно растет благодаря их уникальным характеристикам. Эти материалы обладают нулевой суммарной намагниченностью, как антиферромагнетики, но при этом демонстрируют электронные эффекты, типичные для ферромагнетиков. Такая комбинация открывает путь к созданию более быстрых и энергоэффективных устройств для передачи и обработки информации в спинтронике и других областях квантовой электроники.

Признаки альтермагнетизма уже удалось зафиксировать в нескольких реальных материалах. Теоретические расчеты указывают на существование более чем 200 потенциальных соединений с подобными свойствами. Это существенно повышает потребность в точных и надежных методах их идентификации, без которых невозможно перейти от теории к практическим приложениям.

Ключевым результатом работы стал подробный протокол измерений, который может послужить основой для будущих экспериментов. Он позволит ученым не только обнаруживать альтермагнетики, но и детально изучать их спиновую динамику и симметрийные свойства. Такой подход способен стать первым кирпичиком в фундаменте новой серии исследований, посвященных этому необычному классу магнитных материалов.

Разработка квантового сенсора подчеркивает растущую роль квантовых технологий в материаловедении. NV-центры в алмазе уже зарекомендовали себя как мощный инструмент для изучения микроскопических свойств веществ на уровне отдельных атомов и спинов.

<< Назад: Витамины B12 и B9 против хронической усталости 17.06.2026

>> Вперед: Магниевые батареи будущего 16.06.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Антоцианы черники: природная защита для зрения в темноте 14.07.2026

Специалисты все активнее изучают влияние растительных веществ на здоровье глаз. Особое внимание привлекают антоцианы - природные пигменты, которые придают яркую окраску многим ягодам и овощам. Новые данные показывают, что эти соединения способны не только защищать клетки глаз от окислительного стресса, но и ускорять восстановление родопсина - ключевого пигмента, отвечающего за способность видеть в условиях низкой освещенности. Антоцианы содержатся в большом количестве в чернике, голубике, ежевике, черной смородине, а также в краснокочанной капусте и некоторых других красных, синих и фиолетовых продуктах. Эти вещества обладают мощными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Они помогают нейтрализовать активные формы кислорода, которые повреждают клетки сетчатки и способствуют развитию хронического воспаления. По данным исследователей, антоцианы оказывают комплексное положительное влияние на зрительную систему. Они улучшают микроциркуляцию крови в сетчатке, поддержива ...>>

Двухэкранный Zenbook DUO UX8407 14.07.2026

Компания ASUS представила обновленную модель Zenbook DUO (UX8407) образца 2026 года, которая получила сертификат Copilot+ PC и позиционируется как ультимативный инструмент для бизнес-пользователей и профессиональных создателей контента. Новинка полностью отказывается от традиционной конструкции в пользу двух полноценных сенсорных дисплеев в прочном корпусе из инновационного материала Ceraluminum. Главной особенностью устройства стали два 14-дюймовых сенсорных экрана ASUS Lumina Pro OLED с разрешением 3K (2880 &#215; 1800 пикселей) и форматом 16:10. Частота обновления повышена до 144 Гц, а максимальная яркость в режиме HDR достигает 1000 кд/м2 при наличии сертификата VESA DisplayHDR True Black 1000. Новое антибликовое покрытие снижает уровень отражений на 65 %, что особенно полезно при работе в условиях яркого освещения. Благодаря откидной подставке и съемной Bluetooth-клавиатуре с магнитным креплением Pogo Pin пользователь может мгновенно удвоить рабочую поверхность почти до 20 ...>>

Редактирование генома меняет питательные свойства овощей 13.07.2026

Японские ученые из Университета Цукубы продемонстрировали, как можно превратить привычный красный салат в зеленый, одновременно повысив содержание ценных растительных соединений. С помощью технологии CRISPR/Cas9 ученые заблокировали работу гена, отвечающего за производство красных пигментов - антоцианов. В результате в листьях салата значительно снизился уровень этих веществ, а вместо них начал накапливаться другой класс флавоноидов. Особенно заметно выросло содержание кверцетина - соединения, известного своими антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Несмотря на существенные изменения в пигментации и биохимическом составе, модифицированный салат продолжал нормально расти. Исследователи отметили, что растение не показало заметного снижения скорости роста или ухудшения внешнего вида. Это важный результат, поскольку многие генетические модификации, направленные на изменение состава веществ, часто приводят к замедлению развития растений. Красный салат изначально слав ...>>

Кремниевый чип, записывающий ДНК 13.07.2026

Биотехнология и медицина все чаще нуждаются в синтетической ДНК - для создания лекарств, диагностических тестов, генной терапии и даже для хранения цифровой информации. Однако традиционные методы производства синтетической ДНК имеют серьезный недостаток: они требуют использования токсичных органических растворителей и сложного промышленного оборудования. Группа исследователей из Гарвардского университета предложила принципиально иной подход, превратив обычный кремниевый полупроводниковый чип в компактную платформу для параллельного ферментативного синтеза ДНК в водной среде. В отличие от классического фосфорамидитного метода, который доминирует в промышленности, новый подход ближе к естественному процессу сборки ДНК в живых клетках. Реакции происходят в воде, без вредных растворителей, что делает технологию значительно более экологичной и потенциально подходящей для создания настольных или даже портативных ДНК-синтезаторов. До недавнего времени главным ограничением таких компактных ...>>

Искусственный дождь для охлаждения мегаполисов 12.07.2026

В условиях усиливающейся жары в городах инженеры ищут новые способы охлаждения общественных пространств без значительных затрат энергии. В китайском городе Юньчэн провинции Шаньси в жилом комплексе Xijian Tianmao Guobinfu реализовали необычный проект: на крышах нескольких высотных зданий установили систему распыления мелкодисперсного тумана, имитирующую эффект дождя. Эта технология автоматически включается при повышении температуры воздуха и помогает снижать жару в окружающем пространстве. Система активируется, когда температура достигает 38 °C. По словам управляющего комплексом Цзя Вэня, распыление тончайших капель воды позволяет снизить температуру воздуха и поверхностей на 5-8 °C всего за несколько минут. Благодаря большой высоте зданий влага успевает полностью испариться еще в воздухе, поэтому пешеходы и жители внизу не ощущают намокания или дискомфорта. Главным преимуществом технологии является ее относительная простота и энергоэффективность. Система состоит из сети шлангов ...>>

Случайная новость из Архива Хранилища водорода - путь к энергетической безопасности 15.04.2012 По мнению специалистов компании Siemens, огромные хранилища водорода - это единственный способ обеспечить энергетическую безопасность Германии и перейти к масштабному использованию солнечных и ветряных электростанций. Если Германия хочет реализовать свои амбициозные планы - получать треть электроэнергии из возобновляемых источников к 2020 году и до 80% к 2050 году, ей придется найти способ хранить огромное количество электроэнергии. Иначе будет невозможно компенсировать нестабильный выход энергии из возобновляемых источников, вроде солнечных панелей и ветряков. В компании Siemens считают, что сегодня для этого существует только одна подходящая технология: электролиз воды и производство водородного топлива. Водород можно превращать в электроэнергию на газовых электростанциях, к тому же, им можно заправлять автомобили и даже самолеты. Сегодня производство водорода неэффективно: во время электролиза и последующего сгорания водорода теряется две трети энергии. Однако для выполнения масштабных планов Германии другого приемлемого способа пока нет, и Siemens предлагает свою концепцию водородной энергетики. В отличие от обычных промышленных электролизеров, которые нуждаются в устойчивом энергоснабжении, новая система Siemens может работать в условиях неустойчивой мощности ветряков и солнечных панелей. Она основана на протонообменной мембране, похожей на ту, что сегодня используется в автомобильных топливных элементах. Электролизер Siemens может работать при перепадах мощности в 2-3 раза и идеально подходит для всплесков мощности ветряков в особо ветреные дни. Последнее особенно актуально, поскольку из-за недостаточной мощности линий электропередач Германия теряет около 20% энергии, вырабатываемой ветряками. Сейчас хранить эту энергию попросту негде. Самый доступный способ сохранить электричество - это закачивать воду на большую высоту, а потом спускать ее, приводя в движение турбины генераторов. Однако данный метод годится только для горной местности и поэтому в равнинной Германии с его помощью "перекачивают" только около 40 гигаватт-часов. Столько ветряки и солнечные панели могут генерировать за один час ветреного и солнечного дня. Современные аккумуляторы дороги и громоздки, поэтому они не могут решить проблему хранения гигантского количества энергии, необходимой Германии ночью или в безветренный день. По расчетам специалистов Siemens, если Германия будет на 85% обеспечиваться энергией из возобновляемых источников, потребуется хранение энергии на уровне 30000 гигаватт-часов. В Siemens утверждают, что их электролизеры смогут превратить эту энергию в водород с эффективностью около 60%. От полученного в итоге количества энергии следует отнять еще 40% на потери во время обратного превращения водорода в электричество. Таким образом будет потеряна только треть "дармовой" энергии ветряков и солнечных панелей. Водород, необходимый для питания электростанций, может храниться в подземных пещерах и транспортироваться по существующим газопроводам или специальным трубам.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026