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
Силикон сделали проводником и заставили сиять: это считалось невозможным
Наука
Разработаны контактные линзы ночного зрения: они позволяют видеть в темноте
Наука
Китайские роботы показали боевые навыки перед первым турниром по робобоксу
Новости
«Нежелательные колебания атомов» использовали для хранения информации
Наука
Тайны Иерусалима: под полом древнего здания нашли золотые драгоценности 
Наука
Microsoft добавила ИИ в «Блокнот» и Paint: что умеют новые функции в Windows 11
Новости
В России научились собирать беспилотники с помощью цифрового помощника
Наука
Пять планет можно увидеть невооружённым глазом в июне: где и когда смотреть в России
Космос
Частная космическая компания проведет стыковку спутников на орбите
Космос
Черные дыры могут незаметно расти внутри звезд, считают астрофизики
Космос
Раскрыто происхождение зубной боли: чувствительность зародилась в панцире древних рыб
Наука
В сети нашли базу с паролями от 184 млн аккаунтов, включая Google, Apple и Meta*
Новости
Физики объяснили, как звуковые удары от самолетов попадают в помещения
Наука
Астрономы наблюдали жесткую космическую «битву» двух галактик
Космос
Новая система от Google распознает контент, который сделал ИИ
Новости
Приехали: почему россияне пересаживаются с прокатных на личные электросамокаты
Новости
Очередные тарифы Трампа сломают интернет: что нас ждет
Новости
За мигрантами в Москве будут следить через смартфоны: как работает эксперимент
Новости
Нейросеть, которая ускоряет разработку лекарств, сделали в России
Наука
Российский аналог Raspberry Pi на процессоре СКИФ создали в Новосибирске
Новости