ใหม่ 'ครึ่งน้ำแข็งครึ่งไฟ' ของสสารพบซุ่มซ่อนอยู่ในแม่เหล็ก
เฟสใหม่ไม่ใช่ไฟและน้ำแข็งอย่างแท้จริง แต่เป็นวิธีการอธิบายสถานะการหมุนของอิเล็กตรอน (Macrostar/Istock/Getty Images Plus)
แปลกใหม่พบว่าซุ่มซ่อนอยู่ในสถานะแปลกใหม่ก่อนหน้านี้ซึ่งค้นพบในสารประกอบแม่เหล็กในทศวรรษที่ผ่านมา
ในปี 2559 นักฟิสิกส์ Weiguo Yin, Christopher Roth และ Alexei Tsvelik จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Brookhaven ในสหรัฐอเมริการะบุสิ่งที่พวกเขาเรียกว่าเป็น "ครึ่งไฟครึ่งน้ำแข็ง"เฟสของสปินสเตตใน SR3หนัง6, ส่วนผสมของสตรอนเทียม, ทองแดง, อิริเดียมและออกซิเจน
ตอนนี้พวกเขาพบสิ่งที่ตรงกันข้าม: ครึ่งน้ำแข็งครึ่งไฟซึ่งอิเล็กตรอนภายในสองโครงสร้างที่แตกต่างกันของพฤติกรรมการแลกเปลี่ยน
สิ่งสำคัญต่อการค้นพบเป็นแนวคิดที่เรียกว่าความยุ่งยากคำอธิบายของการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคใกล้เคียง เปลี่ยนปริศนาหนึ่งชิ้นการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมสามารถระลอกคลื่นไปทั่วกระดานเป็นการเปลี่ยนเฟส
ในวัสดุครึ่งไฟครึ่งของทีมสปินของอิเล็กตรอนบนตาข่ายของอะตอมทองแดงนั้นไม่เป็นระเบียบเหมือนเปลวไฟที่กะพริบของนรก ไซต์อิริเดียมถูกแช่แข็งในสถานที่ทำให้พวกเขาดึงแม่เหล็กที่แข็งแกร่งขึ้น
การสร้างการก่อตัวนี้ให้ขยับขึ้นมาดูเหมือนเป็นไปไม่ได้ตามมาตรฐานทางคณิตศาสตร์ของการเปลี่ยนเฟส แต่การค้นพบที่สำคัญทำให้ทีมค้นหาการเปลี่ยนแปลงที่แน่นอนของอุณหภูมิที่พลิกสถานะทั้งหมด
ความสามารถในการพลิกกลับนี้คือหยินและ Tsevik กำลังมองหา - กุญแจสำคัญในการปลดล็อค SR3หนัง6ศักยภาพของวิทยาศาสตร์สารสนเทศควอนตัมและไมโครอิเล็กทรอนิกส์
"การค้นหาสถานะใหม่ที่มีคุณสมบัติทางกายภาพที่แปลกใหม่ - และความสามารถในการเข้าใจและควบคุมการเปลี่ยนแปลงระหว่างรัฐเหล่านั้น - เป็นปัญหาสำคัญในสาขาวิชาฟิสิกส์สสารและวัสดุวิทยาศาสตร์"หยินพูด-
"การแก้ปัญหาเหล่านั้นอาจนำไปสู่ความก้าวหน้าที่ดีในเทคโนโลยีเช่นและ Spintronics "
วัสดุแม่เหล็กสามารถมีหลายรูปแบบ ในวัสดุ ferromagnetic ทั่วไปเช่นเหล็กสปินของอนุภาคในนั้นทั้งหมดอยู่ในทิศทางเดียวกัน Ferrimagnet เป็นหนึ่งในสองสถานะสปินที่พบเช่น SR3หนัง6-
ตามที่วางไว้ในกระดาษของทีมปี 2024 ของการค้นพบปี 2016 ของพวกเขาเฟสน้ำแข็งครึ่งไฟที่แปลกประหลาดครึ่งไฟสามารถเกิดขึ้นได้จากสนามแม่เหล็กภายนอกและมันค่อนข้างโดดเด่น ทองแดงหมุนตกอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นระเบียบในขณะที่อิริเดียมหมุนกองทหารเองเหมือนทหารที่ให้ความสนใจ
มันค่อนข้างน่าสนใจ แต่ไม่มีประโยชน์อย่างมหาศาลด้วยตัวเอง ตัวอย่างเช่น qubits - หน่วยพื้นฐานของการคำนวณควอนตัม - สามารถเป็นได้ขึ้นอยู่กับการหมุนของอิเล็กตรอนแต่สปินเหล่านั้นจำเป็นต้องสามารถแสดงค่าที่แตกต่างกันได้ระบบไบนารี- และ qubits ที่ปรับได้ - คนที่มีการควบคุมสปิน - มีประโยชน์มากยิ่งขึ้น
"แม้จะมีการวิจัยอย่างกว้างขวางของเราเรายังไม่ทราบว่ารัฐนี้สามารถใช้งานได้อย่างไรโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพราะเป็นที่รู้จักกันดีในศตวรรษหนึ่งว่ารูปแบบการใช้มิติหนึ่งมิติซึ่งเป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่สร้างขึ้นของ FerromagnetismTsvelik อธิบาย-
"เราขาดชิ้นส่วนของปริศนา"
ชิ้นส่วนเหล่านั้นมารวมกันในงานใหม่ของทีม พวกเขาค้นพบว่าภายในช่วงอุณหภูมิที่แคบและ จำกัด แฝดแฝดแฝดที่ซ่อนอยู่กับครึ่งไฟครึ่งน้ำแข็ง นั่นคือครึ่งน้ำแข็งครึ่งไฟซึ่งทองแดงได้รับคำสั่งและอิริเดียมตกอยู่ในความระส่ำระสาย
สิ่งนี้ไม่เพียง แต่เปิดช่องทางสำหรับการวิจัยในอนาคตเกี่ยวกับเฟสที่ซ่อนอยู่และการเปลี่ยนผ่าน นอกจากนี้ยังหมายความว่าการเปลี่ยนแปลงเฟสสามารถควบคุมได้อย่างแน่นหนาเปิดขอบเขตการใช้งานควอนตัมที่มีศักยภาพทั้งหมด
อย่างไรก็ตามเป็นสิ่งสำคัญที่ควรทราบว่านี่เป็นเพียงขั้นตอนหนึ่งในการเดินทาง
"ต่อไปเราจะสำรวจปรากฏการณ์น้ำแข็งดับเพลิงในระบบที่มีสปินควอนตัมและด้วยตาข่ายเพิ่มเติมการชาร์จและระดับการโคจรของอิสรภาพ"หยินพูด- "ประตูสู่ความเป็นไปได้ใหม่เปิดกว้างแล้ว"
การวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในจดหมายทบทวนทางกายภาพ-
