Квантовая спин-жидкость

22.03.2018

В 1987 году Пол В. Андерсон (Paul W. Anderson), Лауреат Нобелевской премии в области физики, выдвинул предположение, что явление высокотемпературной сверхпроводимости может быть связано с экзотическим квантовым состоянием материи, известным как квантовая спин-жидкость. В таком состоянии магнитные моменты частичек материи ведут себя подобно жидкости, однако, такая жидкость не "замерзает" даже при температуре абсолютного нуля. Подобные экзотические состояния материи считаются перспективными кандидатами для их использования в квантовых вычислительных системах, однако, до последнего момента времени ученым не удавалось получить спин-жидкость, подходящую для ее использования в различных квантовых технологиях.

И лишь недавно, исследователям из университета Аальто, Финляндия, бразильского Центра физических исследований (CBPF), технического университета Брауншвейга и университета Нагои впервые удалось создать сверхпроводящую квантовую спин-жидкость, свойства которой максимально приближены к свойствам теоретической жидкости, предсказанным Полом Андерсоном. А создание квантовой спин-жидкости стало возможным благодаря разработанной в университете Аальто технологии управления свойствами некоторых магнитных материалов.

Большинство из существующих высокотемпературных сверхпроводников имеют в своей основе оксид меди, в которой ионы меди формируют квадратную кристаллическую решетку, а магнитные моменты соседних ионов направлены в противоположных направлениях. Когда такая стройная кристаллическая структура нарушается путем изменения степени окисления меди, материал становится сверхпроводником. Однако, замена обычных ионов меди на ионы, имеющие электронную структуру d10 и d0, превратила всю кристаллическую структуру в квантовую спин-жидкость.

"В будущем метод замены ионов d10/d0 может быть использован по отношению ко многим другим видам магнитных материалов, что позволит нам получить целый ряд новых материалов, обладающих уникальными квантовыми свойствами" - рассказывает Отто Мастонен (Otto Mustonen), исследователь из университета Аальто.

Для регистрации факта создания квантовой спин-жидкости и определения ее свойств ученые использовали технологию спин-спектроскопии. Эта технология основана на взаимодействии подобных электронам элементарных частиц, таких, как мюоны, с исследуемым материалом. Такой метод способен определить даже самые слабые магнитные поля, существующие в квантовом материале.

"В дополнение к сложному и высококачественному оборудованию, данный вид исследований требует совместной работы ученых-физиков, химиков и ученых других направлений" - рассказывает профессор Маарит Карпинен (Maarit Karppinen), - "Но совместными усилиями такой многопрофильной команды мы сможем изучить свойства квантовых спин-жидкостей и подойти вплотную к практическому созданию так называемого топологического квантового компьютера".

<< Назад: Лето станет длиннее и жарче 23.03.2018

>> Вперед: Самый быстрый в мире жесткий диск от Seagate 22.03.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Регулярная сексуальная активность продлевает жизнь 13.05.2025

Новое исследование, проведенное учеными Вашингтонского университета в Сент-Луисе, раскрыло важную роль сексуальной активности в поддержании здоровья и сокращении риска преждевременной смерти. Доказано, что регулярные интимные отношения могут значительно уменьшить вероятность раннего ухода из жизни. В ходе 11-летнего исследования было проанализировано состояние здоровья 15 269 человек, средний возраст которых составлял 39 лет. Участники исследования были разделены на две группы в зависимости от частоты их сексуальной активности. Примерно 72% из них занимались сексом как минимум раз в месяц, и 36% - не реже одного раза в неделю. В течение исследования 228 человек скончались, среди причин смерти были болезни сердца, рак и другие заболевания. Оценив данные, исследователи пришли к выводу, что высокая интенсивность сексуальной активности существенно влияет на продолжительность жизни. В частности, люди, имеющие сексуальные отношения хотя бы раз в неделю, имели в два раза меньший риск пр ...>>

4K лазерный проектор Samsung The Premiere 5 13.05.2025

Компания Samsung представила модель 4K ультракороткофокусного лазерного проектора The Premiere 5, который обещает изменить подход к домашнему кинотеатру и развлечениям. Samsung The Premiere 5 предлагает пользователям не только высокое качество изображения, но и интуитивно понятное управление и гибкость использования. Главной особенностью новинки является уникальная тройная лазерная система, обеспечивающая ультракороткофокусную проекцию с разрешением 4K. Проектор способен отображать изображение с диагональю до 100 дюймов, при этом для этого требуется всего лишь 43 сантиметра расстояния от поверхности. Это позволяет установить устройство в самых ограниченных пространствах и проецировать картинку на любую плоскую поверхность, будь то пол, стол, стена или экран. Кроме отличного качества изображения, Samsung The Premiere 5 предлагает и необычное взаимодействие с пользователем. Проектор оснащен инфракрасной камерой и лазерным модулем, которые отслеживают движение рук и пальцев. Это ...>>

Рок-музыка помогает хирургам работать точнее 12.05.2025

Многие хирурги по всему миру включают любимые композиции во время операций - не столько ради развлечения, сколько для создания благоприятной рабочей атмосферы. Однако, как выяснилось, музыкальное сопровождение способно не только поднимать настроение, но и напрямую влиять на качество и скорость медицинских манипуляций. Новое исследование, проведенное в Техническом университете Дрездена, проливает свет на неожиданный эффект рок-музыки в условиях хирургической практики. Ученые провели серию экспериментов, чтобы выяснить, как различные музыкальные жанры воздействуют на точность движений врачей и общее время выполнения задач. Испытуемыми стали профессиональные хирурги, которым предлагалось выполнять стандартные процедуры - такие как разрез и зашивание - под музыкальное сопровождение. Особое внимание было уделено известным композициям рок-групп, в частности AC/DC и The Beatles. Результаты оказались весьма примечательными. При прослушивании энергичных треков AC/DC, таких как "Highway To ...>>

Портативный суперкомпьютер для спортивной аналитики GigaIO 12.05.2025

Новая разработка от компании GigaIO, получившая название Gryf, стала первым в мире суперкомпьютером, который можно взять с собой - он помещается в обычный чемодан и предназначен для оперативной аналитики прямо на месте событий. Gryf был создан в сотрудничестве с компанией SourceCode, и уже сейчас демонстрирует свою эффективность в спортивной индустрии. Эта система позволяет в реальном времени собирать и обрабатывать физиологические и механические показатели спортсменов - от частоты сердечных сокращений до нагрузки на мышцы и скорости передвижения. Благодаря этому тренеры получают возможность незамедлительно вносить корректировки в тренировочный процесс, адаптировать нагрузку и, что особенно важно, предотвращать потенциальные травмы еще до их возникновения. Лорен Сперлин, аналитик в области спортивных данных, подчеркнула значимость такого подхода. По ее словам, эпоха, когда приходилось ждать часами или даже днями для обработки и анализа информации, уходит в прошлое. Gryf дает дост ...>>

Краска, уничтожающая бактерии и вирусы 11.05.2025

Британские ученые из Ноттингемского университета создали уникальное антимикробное покрытие, способное активно уничтожать широкий спектр опасных микроорганизмов. В центре этой технологии - краска на основе эпоксидной смолы, в которую встроено антисептическое вещество хлоргексидин. Известный в медицине как мощный дезинфицирующий агент, он был равномерно распределен в составе покрытия, активизируясь в процессе высыхания. Благодаря такому подходу, покрытие превращается в долговечную защитную пленку, активно нейтрализующую микроорганизмы, соприкасающиеся с ее поверхностью. Уникальность новинки заключается в ее универсальном действии: краска эффективна против как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий, а также грибков. Результаты лабораторных испытаний показали, что поверхность, обработанная этим составом, успешно уничтожает кишечную палочку, золотистый стафилококк и даже частицы коронавируса. Такое широкое действие делает материал особенно ценным для применения в высокори ...>>

Случайная новость из Архива Стедикам для смартфонов Xiaomi Mijia 16.06.2018 Компания Xiaomi под своим брендом Mijia представила бюджетный карданный стабилизатор для смартфонов. Новинка оценена всего в 95 долларов, что существенно дешевле большинства аналогичных продуктов. Устройство предлагает трехосевую стабилизацию с точностью позиционирования в 0,03 градуса. Закрепляемое устройство не должно быть шире 86 мм и тяжелее 200 г. Головка стабилизатора поворачивается относительно вертикальной оси на 360 градусов. ПО позволяет использовать функцию слежения за выбранным объектом. Кроме низкой цены стабилизатор выделяется и отличной автономностью, достигающей 16 часов. Ее обеспечивает аккумулятор емкостью 5000 мАч. Масса стабилизатора равна 476 г.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025