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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Управление компьютером с помощью языка 26.09.2020 Дороти Класен, магистр из Кельнской Международной Школы Дизайна, придумала необычный способ взаимодействия с компьютером. С помощью ее специального контроллера можно управлять устройством собственным языком! Прототип устройства представляет собой зубной фиксатор с прикрепленным к нему шариком и магнитом, которые могут ездить по специальным "рельсам". Идея проста: владелец закрепляет устройство во рту, а затем просто передвигает шарик вперед и назад своим языком. Для связи с компьютером через сеть WI-FI у устройства есть специальный провод, который прикреплен к маленькому датчику снаружи (его можно спрятать за ухом). По словам Класен, ее устройство значительно может облегчить жизнь инвалидам, а также помочь людям, чьи руки заняты. Для демонстрации работы прототипа Класен сыграла в игру Tong, в которой необходимо отбивать мяч соперника, чтобы тот не попал "мимо" контроллера. Идея пришла девушке в очень странной ситуации... когда она каталась на лошади: "Поскольку я занимаюсь верховой ездой, я была заинтригована тактильной связью между рукой всадника и ртом лошади".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026