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
Из бамбука получили прочное и прозрачное огнеупорное стекло
Новости
Университет Иннополис установил на беспилотники лидары для аэросъемки густых лесов, полей и предприятий
Иннополис
Умер первый пациент со свиной почкой: что известно сейчас
Наука
На снимке участка мозга в рекордных деталях нашли «нетрадиционные нейроны»
Наука
Инженеры очистили кремний для создания чипов нового поколения
Новости
Телескоп НАСА нашел «выхлопную трубу» центра Млечного Пути
Космос
Шесть мифов о роботизации клиентской поддержки
Мнения
«Хаббл» показал галактику с прожорливой черной дырой
Новости
Авторы ChatGPT назвали свой ИИ смехотворным
Новости
Посмотрите на обновленную Nokia 3210: что умеет этот гаджет
Новости
Какие компании готовы нанимать джунов и с какими навыками — исследование
Новости
Ученые нашли «новый» генетический вариант болезни Альцгеймера
Новости
Оказывается, популярная диета защитила печень от воспаления
Новости
SpaceX показала скафандр для первой частной миссии по выходу в открытый космос
Космос
OpenAI запустит поисковый сервис ChatGPT для конкуренции с Google
Новости
Геологи обнаружили древний вулканизм на обратной стороне Луны
Космос
Физики, возможно, впервые наблюдали глюоний: эти частицы состоят только из силы
Наука
Екатерина Барабанова, Ростелеком – о том, как построить карьеру в образовании и HR
Мнения
Японская станция сфотографировала мусор в космосе: это первый шаг к очистке орбиты
Космос
Шесть анонсов с презентации Apple новых iPad
Новости