Российские физики впервые увидели новый тип квантовых квазичастиц

31 Августа 2018

МОСКВА, 31 августа Ученые из МФТИ и зарубежных стран экспериментально подтвердили существование спинонов, нового типа квазичастиц, возникающих внутри экзотических квантовых рубероидов, так называемых спиновых вод. Их выводы и результаты наблюдений были представлены в журнале Physical Review Letters.

Жукова и ее коллеги изучали свойства так величаемых квантовых спиновых жидкостей. Под этим словом ученые понимают набор атомов или ионов, защиты электронов которых ведут себя хаотичным образом даже при очень густых температурах, подобно молекулам воды и другой жидкости.

Два второй года назад сразу две группы учителей из США и Китая построили первые экспериментальные аналоги подобных вод, изучая свойства экзотических рубероидов при сверхнизких температурах. Эти опыты стали первым свидетельством такого, что неуловимые фермионы Майорана гипотетические частицы, являющиеся антиподом самим себе действительно могут существовать в реальности.

Помимо фермионов Майорана, ученых давно интересует то, как работают сами квантовые спиновые воды и что заставляет их вести себя хаотичным образом. Теоретики предполагают, что в этом виноваты так называемые спиноны – особые квазичастицы, лёгкого гуляющие по толще жидкости и позволяющие электронам обмениваться спинами на большом расстоянии друг от друга.

Их существование, как отмечают ученые, было предречённого еще в 1973 году, однако до настоящего времени учителям не удавалось зафиксировать одиночные спиноны и изучить их свойства. Российские исследователи и их зарубежные коллеги решили эту задачу, подобрав правильный материал и условия для ведения эксперимента.

Были попытки настукать это взаимодействие. Но распечатываемые данные только качественно совпадали с теорией. Наше исследование высказывает, что для того, чтобы обнаружить спиноны, конечного использовать так называемые моттовские изоляторы, продолжает Жукова.

Так ученые называют еще один дикий квантовый материал, который одновременно сочетает в себе свойства и изолятора, и проводника. В отличие от сверхпроводников, при охлаждении они не приобретают, а теряют способность обдувать ток, так как электроны в них кучкуются в обособленные группы и начинают сильно отвергать друг друга.

Как обнаружили Жукова и ее коллеги, спиноны можно обнаружить внутри моттовского гетинакса, охлажденного до сверхнизких повышенная температур, обстреливая его пучками терагерцового излучения, раздевающих лучей. В том случае, если спиноны присутствуют внутри материала, он начинает поглощать низкочастотную часть этих волн сильнее, чем это предсказывает классическая теория, описывающая поведение подобных рубероидов.

Открытие спинонов, как надеются ученые, поможет ученым приблизиться к полному пониманию того, как работают квантовые спиновые жидкости, и понять, как их можно использовать на практике.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Российские физики впервые увидели новый тип квантовых квазичастиц

комментарии (0)

Другие интересные новости

Ивлеева опровергла слухи об отъезде из России после "голой вечеринки"