Исследователи из MIT открыли новое состояние магнетизма

Команда исследователей из Массачусетского Технологического Университета объявила о достижении возможности экспериментально продемонстрировать третье состояние магнетизма, которое ранее было предсказано только теоретически. Для этого используется материал, носящий название квантовая спиновая жидкость. Производимое ей магнитное поле с большой точностью имитирует движение самой жидкости, меняясь соответственно ей. По мнению исследователей, углублённое изучение свойств квантовой спиновой жидкости откроет путь к квантовому хранению информации, новым высокотемпературным сверхпроводникам и квантовым технологиям коммуникации.

Свойства данной жидкости весьма отличаются от двух других магнитных состояний, ферромагнетизма и антиферромагнетизма. При первом состоянии тело характеризуется высокой степенью намагниченности, тогда как при втором противоположно направленные ионы сводят суммарное магнитное поле тела к минимуму.

Производимое жидкостью поле, как уже было сказано, находится в состоянии непрерывного изменения. Магнитные поля отдельных частиц постоянно находятся в переходных состояниях вследствие различных квантовых эффектов. Причём эти изменения происходят не изолированно, а взаимозависимо друг от друга.

Как описывается в статье исследователей, они смогли открыть состояние так называемого частичного намагничивания, которое ранее предсказывалось теоретически, при этом ставясь под сомнение множеством физиков. Сейчас наиболее значимую практическую роль играют дискретные квантовые состояния, изменения которых можно описать целыми числами, однако со спиновой жидкостью дело обстоит иначе. Данные состояния, названные исследователями спинонами, формируют сплошную среду, на основе которой они и надеются извлечь из открытия практическую пользу.

Хотя материал и называют жидкостью, фактически он представляет собой кристалл, названный непереводимым именем herbertsmithite, в честь минеролога Герберта Смита. На выращивание такого кристалла длиной около 8 мм и весом в 0,2 г потребовалось 10 месяцев.