Физики открыли квантовый эффект, который заставляет атом непрерывно «вращаться»

Исследователи впервые наблюдали «спинарон» — непрерывное изменение направления спина атома под воздействием магнитного поля.

Немецкие физики наблюдали необычное состояние, которое атом кобальта принимает на поверхности меди в экстремальных условиях. Непрерывные изменения под воздействием магнитного поля направления спина атома кобальта генерируют «рябь», которая распространяется в металле. Открытие бросает вызов эффекту Кондо — стандартной модели взаимодействия магнитных материалов с металлами.

В своем эксперименте ученые разместили отдельные атомы кобальта на поверхности меди и снизили температуру до 1,4 К (-271,75° С). Используя силу интенсивного внешнего магнитного поля и железный наконечник сканирующего туннельного микроскопа, физики определили магнитную ориентацию спина атома кобальта. 

Его направление не было зафиксировано, а постоянно переключалось от положительного к отрицательному и обратно. Такое переключение возбуждало электроны меди. «Эта комбинация изменяющейся намагниченности атома кобальта и связанных с ним электронов меди и есть спинарон», — объясняет Матиас Боде, соавтор исследования.

Иллюстрация эффекта: спин (синяя стрелка) атома кобальта (красный шар) постоянно «вращается» как мяч для регби, генерируя «рябь», которая распространяется в меди (белые шары). Изображение: Juba Bouaziz / Ulrich Puhlfürst

С 1960-х годов физики твердого тела предположили, что взаимодействие между кобальтом и медью можно объяснить эффектом Кондо, при котором различные магнитные ориентации атома кобальта и электронов меди компенсируют друг друга. Это приводит к состоянию, в котором электроны меди связываются с атомом кобальта, образуя «облако Кондо».

Первое экспериментальное подтверждение эффекта спинарона, любезно предоставленное командой Вюрцбурга, ставит под сомнение эффект Кондо. При спинаронном эффекте атом кобальта остается в постоянном движении, сохраняя магнитную сущность, несмотря на взаимодействие с электронами. С другой стороны, при эффекте Кондо магнитный момент нейтрализуется взаимодействием электронов.

«Наше открытие важно для понимания физики магнитных моментов на металлических поверхностях», — добавляет Боде. Анализ этого явления может в будущем проложить путь к магнитному кодированию и транспортировке информации в новых типах электронных устройств спинтроники.


Читать далее:

Посмотрите, как по-разному видят Крабовидную туманность «Уэбб» и «Хаббл»

Останки жуткой «русалки» из Японии отсканировали: что ученые нашли на снимках

Ученые рассказали, что произойдет с планетой через шесть лет

На обложке: иллюстрация эффекта. Изображение: Juba Bouaziz / Ulrich Puhlfürst

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Антидот от 13 ядовитых змей получили из крови донора, которого укусили 856 раз
Наука
Телескоп «Чандра» наблюдал причину «перелома кости» в центре Млечного Пути
Космос
Оптический транзистор разогнали до 240 ГГц: это основа для компьютеров нового поколения
Новости
Google бросает вызов ChatGPT: в поисковике появилась вкладка с ИИ
Новости
Посмотрите, как рождаются планеты: опубликованы самые четкие изображения в истории
Космос
Рыбы в виртуальной реальности обучают роботов двигаться косяками
Новости
У мертвой звезды нашли самую холодную из известных планет
Космос
После обновления ChatGPT стал подхалимом: OpenAI объяснила, что случилось
Новости
«Википедия» внедрит ИИ: это будет работать и что станет с редакторами
Новости
Поднимет и авианосец: для реактора ИТЭР сделали мощнейший магнит в мире
Наука
Посмотрите на маневренный дрон с крыльями, как у белки-летяги
Новости
Недалеко от Земли нашли странную группу молодых звезд, стремящихся разлететься в разные стороны
Космос
Летучие мыши учатся подслушивать за сексом лягушек, чтобы выбрать добычу
Наука
В МФТИ разработана технология для создания долговечной памяти электронных устройств
Наука
Зонд «Юнона» рассмотрел холодный северный полюс Юпитера
Космос
Роботы-собаки Unitree стреляют водой на 60 метров, чтобы тушить пожары
Новости
Самки бонобо научились держать самцов «в узде»: как им удалось
Наука
Снайперы застрелили с вертолетов 700 коал: власти Австралии объяснили, зачем это сделали
Наука
Бесплатную смену по подготовке к ЕГЭ проведут в Университете Иннополис 
Новости
Назван неожиданный напиток, который может снизить риск остановки сердца
Наука