Новый вид магнетизма обнаружен в теллуриде марганца

14.11.2026

На протяжении десятилетий ученые изучали магнитные свойства материалов, опираясь преимущественно на два фундаментальных типа магнитного упорядочения: ферромагнетизм и антиферромагнетизм. Однако некоторые вещества демонстрировали необычное поведение, которое не удавалось полностью объяснить в рамках этой классификации. Международная группа исследователей под руководством специалистов Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США получила новые убедительные экспериментальные доказательства существования третьего типа магнитного порядка, получившего название "альтермагнетизм".

Ключевым объектом исследования стал теллурид марганца с химической формулой MnTe, который долгое время считался обычным антиферромагнетиком. Чтобы изучить его необычные свойства, специалисты использовали мощное рентгеновское оборудование Европейского центра синхротронного излучения (ESRF), расположенного во французском Гренобле. Эксперименты проводились на специализированной исследовательской станции ID32, позволяющей получать высокоточно поляризованные рентгеновские лучи. Именно здесь физикам удалось обнаружить характерные особенности магнитных возбуждений материала, которые подтверждают его принадлежность к новому классу магнетиков.

Для понимания значимости открытия необходимо учитывать различия между двумя традиционными типами магнитного упорядочения. В ферромагнетиках, к которым относится железо, магнитные моменты электронов могут выстраиваться преимущественно в одном направлении, создавая суммарную намагниченность. В антиферромагнетиках соседние магнитные моменты ориентированы противоположно и взаимно компенсируются. Благодаря этому такие материалы практически не создают внешнего магнитного поля. Альтермагнетики тоже обладают чередующейся ориентацией электронных спинов, но отличаются особой симметрией кристаллической структуры. Окружение атомов с противоположными спинами оказывается геометрически повернутым относительно друг друга, что придает веществу свойства, отсутствующие у обычных антиферромагнетиков.

Предположение о существовании альтермагнетизма как самостоятельного класса магнитного порядка было сформулировано в 2022 году. В последующие годы исследователи получили ряд косвенных и прямых экспериментальных свидетельств необычного поведения соответствующих материалов, однако некоторые важные предсказания теории оставались недостаточно проверенными. Одним из них было существование особых магнитных возбуждений, обладающих киральностью. Под этим термином понимают свойство системы отличаться от собственного зеркального отражения, подобно тому как правая рука отличается от левой. Руководитель новой работы Даниэль Йост (Daniel Jost), научный сотрудник SLAC и Стэнфордского института материаловедения и энергетики, вместе с коллегами решил проверить наличие такого эффекта непосредственно в теллуриде марганца.

Во время эксперимента специалисты направляли на образец рентгеновские лучи с правой и левой круговой поляризацией, а затем сравнивали характеристики рассеянного излучения. Ученые применили метод резонансного неупругого рассеяния рентгеновских лучей с круговым дихроизмом, позволяющий исследовать коллективные возбуждения электронных спинов. Оказалось, что MnTe по-разному реагирует на излучение с противоположной поляризацией, демонстрируя отчетливую киральную асимметрию. Полученный сигнал соответствовал предсказанным особенностям альтермагнитных спиновых волн, или альтермагнонов, и не мог быть объяснен свойствами обычного антиферромагнетика. Первые измерения специалисты выполнили еще в 2024 году, а в начале 2025 года повторили эксперимент и подтвердили полученные результаты.

Важную роль в исследовании сыграла Рэйчел Никель (Rachel Nickel), научная сотрудница ESRF, участвовавшая в разработке и проведении экспериментов. По словам специалистов, выявленная киральность стала важным недостающим подтверждением теоретической модели альтермагнетизма. Примечательно, что новая работа продолжает серию исследований, в которых ученые постепенно раскрывают свойства этого магнитного порядка. В частности, еще в 2025 году международная команда под руководством Института химической физики твердых тел Общества Макса Планка продемонстрировала альтермагнетизм в объемных образцах теллурида марганца с помощью рентгеновской наноскопии. Таким образом, открытие американских физиков не стало первым свидетельством существования альтермагнитных материалов, но позволило подтвердить еще одно их принципиально важное свойство.

Практическая ценность альтермагнетиков связана прежде всего с перспективами развития спинтроники, использующей для обработки и передачи информации не только электрический заряд, но и квантовое свойство электронов, называемое спином. Такие материалы потенциально объединяют преимущества ферромагнетиков, способных обеспечивать спин-зависимые электронные эффекты, и антиферромагнетиков, обладающих практически нулевой суммарной намагниченностью. Благодаря этому альтермагнитные устройства могут оказаться менее чувствительными к внешним магнитным помехам и обеспечить высокоскоростную обработку информации. В перспективе исследователи рассматривают возможность применения подобных веществ в энергоэффективной компьютерной памяти, новых электронных компонентах, квантовых системах и центрах обработки данных, обслуживающих технологии искусственного интеллекта.

<< Назад: Керосиновый гель для ракет 15.11.2026

>> Вперед: Наушники Edifier Hecate GT3 14.11.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чтение меняет работу мозга 15.11.2026

Чтение книг традиционно считается одним из наиболее доступных способов развития интеллекта, расширения словарного запаса и тренировки воображения. Однако современные исследования показывают, что его значение может выходить далеко за пределы образования. Привычка читать ради удовольствия связана с особенностями строения головного мозга, улучшением внимания и памяти, эмоциональным благополучием и сохранением когнитивных способностей в пожилом возрасте. К таким выводам пришли специалисты Кембриджского университета, проанализировавшие результаты научных работ, посвященных влиянию чтения на психическое здоровье и функционирование мозга на разных этапах жизни. Авторами новой публикации стали профессор психиатрии Барбара Сахакян (Barbara J. Sahakian), исследовательница Кристель Лэнгли (Christelle Langley) из Кембриджского университета и Вики Перрин (Vicki Perrin), представляющая британскую организацию The Queen's Reading Room. Особое внимание они уделили масштабному исследованию развития д ...>>

Керосиновый гель для ракет 15.11.2026

Разработка эффективных и безопасных видов топлива остается одной из важнейших задач современной космонавтики. Жидкие горючие смеси обеспечивают возможность точного регулирования тяги ракетных двигателей, однако их хранение и транспортировка сопровождаются определенными техническими сложностями. В условиях движения космического аппарата топливо может перемещаться внутри баков, создавая дополнительные нагрузки на систему управления. Исследователи из канадского Университета Конкордия предложили необычное решение этой проблемы, разработав горючий материал на основе керосина, способный сохранять консистенцию геля в состоянии покоя и становиться текучим при механическом воздействии или нагревании. Авторами новой технологии стали Прана&#769;й Мудалиар (Pranay Mudaliar) и Джерин Джон (Jerin John), доцент кафедры машиностроения, промышленной и аэрокосмической инженерии Университета Конкордия в Монреале. Работа получила поддержку Совета по естественным наукам и инженерным исследованиям Ка ...>>

Новый вид магнетизма обнаружен в теллуриде марганца 14.11.2026

На протяжении десятилетий ученые изучали магнитные свойства материалов, опираясь преимущественно на два фундаментальных типа магнитного упорядочения: ферромагнетизм и антиферромагнетизм. Однако некоторые вещества демонстрировали необычное поведение, которое не удавалось полностью объяснить в рамках этой классификации. Международная группа исследователей под руководством специалистов Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США получила новые убедительные экспериментальные доказательства существования третьего типа магнитного порядка, получившего название "альтермагнетизм". Ключевым объектом исследования стал теллурид марганца с химической формулой MnTe, который долгое время считался обычным антиферромагнетиком. Чтобы изучить его необычные свойства, специалисты использовали мощное рентгеновское оборудование Европейского центра синхротронного излучения (ESRF), расположенного во французском Гренобле. Эксперименты проводились на специализированной исследовател ...>>

Наушники Edifier Hecate GT3 14.11.2026

Беспроводные наушники для мобильных игр становятся все более универсальными, сочетая технологии быстрого воспроизведения звука с возможностями повседневных аудиоустройств. Китайская компания Edifier расширила ассортимент своего игрового бренда Hecate, представив полностью беспроводную модель GT3. Новинка получила гибридную систему активного шумоподавления, специальные алгоритмы обработки игровых звуков и аккумуляторы, обеспечивающие до 48 часов автономной работы с учетом зарядного футляра. Наушники уже поступили в продажу в Китае по цене 265 юаней, что составляет приблизительно 40 долларов. Одной из главных особенностей Edifier Hecate GT3 стала акустическая конструкция с 11-миллиметровыми динамическими излучателями, оснащенными титановым покрытием. Производитель использовал трехслойную композитную диафрагму, объединяющую термопластичный полиуретан (TPU), полиэтиленнафталат (PEN) и слой титана, нанесенный методом вакуумного напыления. По утверждению разработчиков, сочетание этих мате ...>>

Сверхбыстрый рентген позволяет увидеть, как меняется вещество 13.11.2026

Движение атомов и электронов происходит настолько быстро, что даже самые совершенные традиционные камеры не способны его зафиксировать. Между тем именно эти процессы определяют свойства материалов, скорость химических реакций и механизмы преобразования энергии в живых организмах. Чтобы исследовать происходящее на столь малых временных масштабах, ученые создают сверхбыстрые рентгеновские установки, позволяющие получать своеобразные "молекулярные фильмы". Современные технологии уже обеспечивают временное разрешение в пико- и фемтосекундном диапазонах, а новейшие разработки позволяют изучать процессы продолжительностью всего в несколько десятков аттосекунд. Одним из важнейших достижений в этой области стало создание рекордно коротких импульсов рентгеновского излучения. В декабре 2025 года исследователи Института фотонных наук ICFO в Испании сообщили о генерации импульса мягкого рентгеновского излучения продолжительностью всего 19,2 аттосекунды. Работу выполнили Фернандо Ардана-Ламас (F ...>>

Случайная новость из Архива Нейронная эффективность как характеристика уровня интеллекта 16.08.2015 Фраза "Умные люди лучше думают" кажется тавтологией - они потому и умные, что лучше думают. Однако что мы подразумеваем под выражением "лучше думать"? Наверное, то, что мозг работает эффективнее. Действительно, связь между эффективной работой нейронных цепей и уровнем интеллекта кажется само собой разумеющейся, и большинство психологов и нейробиологов давно оперируют гипотезой нейронной эффективности, но - только лишь как гипотезой. Экспериментальных доказательств тут не было, приходилось довольствоваться умозрительной самоочевидностью. Доказательства же удалось получить исследователям из Швейцарской высшей технической школы Цюриха. В какой-то момент они заметили, что электрическая активность мозга у людей с уровнем интеллекта чуть выше среднего отличается от активности мозга у людей с высоким интеллектом. Отличия эти проявлялись при выполнении заданий, нацеленных на активное использование рабочей памяти. Рабочая память, или оперативная память (не путать с кратковременной), хранит в себе небольшие фрагменты информации, необходимые для сиюминутной мыслительной деятельности, например, для решения логической задачи или осознания сложной информации. От нее зависит, насколько хорошо мы отделяем нужное от ненужного в постоянном потоке информации, или, например, насколько хорошо чувствуем изменения в ситуации. Активную роль в решении таких задач играют лобные доли коры. Эксперимент же состоял в том, что группе студентов предложили комплекс когнитивных заданий разной степени сложности: например, им показывали некий набор картинок, которые нужно было по возможности запомнить, а потом показывали второй набор картинок, и теперь за ограниченное время нужно было определить, что из второго набора было в первом. Все участники эксперимента были поделены на две группы в соответствии с результатами обычного IQ-теста; у всех активность мозга регистрировали с помощью электроэнцефалографа (исследователи утверждают, что метод ЭЭГ вполне годится для оценки средних различий в мозговой активности у разных групп людей.). В статье в журнале Intelligence авторы пишут, что при выполнении самых легких и самых трудных вариантов заданий у умеренно умных студентов и у особенно умных студентов мозги работал примерно одинаково. Однако разница была отчетливо видна на заданиях умеренной трудности. И речь в данном случае идет не о том, что одни справились с ними, а другие нет - с тестами справились обе группы одинаково - однако у разных людей это потребовало разных ресурсов. У тех, чей IQ был выше среднего, умеренно трудная задача решалась более экономными усилиями, лобные доли работали слабее. У тех же, чей IQ был немногим выше среднего, задача умеренной трудности требовала более активной работы мозга. Иными словами, умные студенты думали эффективнее. Повторим это еще раз: задачу решили и те, и другие, но у одних решение потребовало меньших нейронных усилий. Можно ли натренировать рабочую память и связанные с ней функции интеллекта? Авторы работы дают неутешительный ответ: даже если более слабый по IQ человек тренируется выполнять некое сложное задание, у него не будет никакого преимущества перед нетренированным конкурентом, если заставить их решать другую сложную проблему, пусть и очень похожую на тренировочную. Впрочем, на сей счет согласья среди нейробиологов и психологов нет, и многие из них полагают, что разные отделы интеллекта вполне можно "прокачать".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026