Физики впервые наблюдали «магнитную лавину», вызванную квантовыми эффектами

Исследование показало, что эффект Баркгаузена могут вызывать, в том числе квантово-механические явления.

Исследователи из Калифорнийского технологического института (Caltech) запустили «магнитную лавину» в материале с помощью квантового туннелирования. Это первая экспериментальная демонстрация эффекта Баркгаузена в квантовом материале. Результаты открытия найдут применение при разработке квантовых датчиков и других электрических устройств, считают ученые.

Эффект Баркгаузена — это совокупность маленьких магнитов, вращающихся группами. Мы проводим тот же эксперимент, который проводился много раз, но делаем его с квантовым материалом.

Кристофер Саймон, соавтор исследования

Для эксперимента ученые охладили кристаллы фторида лития, гольмия и иттрия до температуры, близкой к абсолютному нулю. Вокруг кристалла они установили катушку, которая генерировала магнитное поле. Анализ показал короткие всплески напряжения, когда электроны вращались группами и меняли свою магнитную ориентацию. Последовательность скачков напряжения, или эффект Баркгаузена, наблюдался, когда спиновые группы переворачиваются одна за другой.

Ферромагнитные материалы состоят из атомов с электронами, которые действуют как маленькие магниты. Обычно ориентации таких магнитов совпадают внутри одной области материала, но различаются в разных. Однако под действием магнитного поля, ориентации магнитов синхронизируются, и материал становится полностью намагниченным.

Выравнивание не происходит мгновенно. Под действием магнитного поля «домены» — разные участки материала — воздействуют на соседние области, вызывая постепенное лавинообразное распространение изменений. Этот эффект в феррогмагнетиках в 1919 году открыл Генрих Баркгаузен.

Традиционная модель описывает эти магнитные изменения с помощью термической активации: частицы должны на мгновение приобрести достаточную энергию, чтобы пересечь энергетический барьер, распространяя изменения. Однако новое исследование показывает, что эти изменения также могут происходить и с помощью квантового туннелирования.

Классически, каждая из мини-лавин происходит сама по себе. Но мы обнаружили, что посредством квантового туннелирования две лавины синхронизируются. Это результат того, что два больших ансамбля электронов общаются друг с другом и посредством своего взаимодействия производят эти изменения. Этот эффект совместного туннелирования стал для нас неожиданностью.

Дэниел Силевич, профессор физики в Калифорнийском технологическом институте

Читать далее:

ДНК Бетховена удивила ученых: что они выяснили

Ученые создали первый в мире алмазный транзистор: он работает при самых высоких температурах

Яркая вспышка в 800 млн световых лет от Земли показала скрытые «танцы черных дыр»

На обложке: Изображение от starline на Freepik, сведения о лицензии

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
ИИ обнаружил два новых гена, которые влияют на риск ишемического инсульта
Наука
Создание изображений в стиле Ghibli привело к рекордной нагрузке на ChatGPT
Новости
Физики МГУ оценили потенциал фотонных процессоров для нейросетей
Новости
Телескоп НАСА для изучения ранней Вселенной сделал первые снимки
Космос
Путин подписал закон против кибермошенничества: что изменится для россиян
Новости
Генератор изображений OpenAI теперь доступен бесплатно, но с ограничениями  
Новости
Apple готовит iOS 19: какие iPhone не получится обновить  
Новости
ЦЕРН представил проект нового коллайдера: что известно прямо сейчас
Наука
На «Госуслугах» запустили сервис для проверки сим-карт: как он работает  
Новости
В России введут маркировку электроники: это изменится для покупателей
Новости
Разработан мозговой имплант, который переводит мысли в речь почти мгновенно
Новости
«Хаббл» зафиксировал драматические сезонные изменения в атмосфере Урана
Космос
Физики МГУ придумали, как ускорить память компьютера терагерцовым излучением
Новости
Клетки жажды: нейробиологи выяснили, как мозг решает, когда нужно пить и есть
Наука
Разработчик ChatGPT анонсировал первую за пять лет модель с открытым кодом
Новости
«Казнить нельзя помиловать»: запятые и точки влияют на точность работы ИИ
Новости
Живые клетки обрабатывают информацию в миллиарды раз быстрее, чем считалось ранее
Наука
Яндекс опубликовал нейросеть YandexGPT 5 Lite в открытом доступе
Новости
Эксперты обсудили управление персоналом в эпоху цифровых технологий
Новости
Роспотребнадзор опроверг информацию о новом опасном вирусе в России
Новости