Физики открыли странное состояние материи: «наполовину лед, наполовину пламя»

Исследователи из Брукхейвенской национальной лаборатории обнаружили в магнитном материале экзотическое состояние материи, которое они поэтично назвали «наполовину лед, наполовину пламя». Эта уникальная фаза сочетает в себе упорядоченные и неупорядоченные спины электронов.

Физики Вэйго Инь и Алексей Цвелик описали поведение магнитного материала, в котором высокоупорядоченные «ледяные» спины образуют стабильную структуру, тогда как высоконеупорядоченные «горячие» остаются в хаотичном движении. Наблюдение противоречит классическим представлениям о фазовых переходах и показывает, что система может находиться в двух противоположных состояниях одновременно.

Открытие сделали при изучении одномерной модели ферримагнитного материала. Особенность новой фазы — способность переключаться между состояниями при конечной температуре, что ранее считалось невозможным. Это явление, как считают ученые, может однажды найти применение в энергетике и информационных технологиях.

Исследование продолжает серию работ, начатых в 2012 году, когда ученые изучали магнитные свойства соединения стронция, меди, иридия и кислорода. Тогда им удалось описать состояние, получившее название «наполовину пламя, наполовину лед», а новое открытие стало его термодинамической противоположностью.

На изображении показана графическая интерпретация состояний «полулед, полуогонь» и «полуогонь, полулед» (слева). График (справа) показывает изменение магнитной энтропии в магнитном поле (h) в зависимости от температуры (T). Изображение: Brookhaven National Laboratory

По словам Вэйго Иня, это прорыв в физике конденсированных сред. Возможность резкого переключения фаз с изменением магнитной энтропии может быть использована, например, в системах охлаждения и в создании новых типов квантовых битов. Такие материалы перспективны для спинтроники — направления, которое изучает использование спина электрона в вычислениях.

Следующим шагом ученых станет исследование этого явления в более сложных квантовых системах. Физики надеются, что это позволит глубже понять природу материи и открыть новые классы функциональных материалов.


Читать далее:

Миллионы «невидимых» людей: ученые нашли ошибку в оценке населения Земли

Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу

Сразу четыре похожих на Землю планеты нашли у ближайшей одиночной звезды

Иллюстрация на обложке сгенерирована с помощью ChatGPT

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Наша Вселенная прибыла из другого мира: теория мироздания оказалась неверна
Космос
Появилась безопасная альтернатива препаратам от диабета и ожирения
Наука
Посмотрите на миллионы звезд и 2000 астероидов в беспрецедентном качестве
Космос
Облик древнего существа впервые восстановили в лаборатории: ему 580 млн лет
Наука
Спрос на специалистов по безопасности ИИ в России вырос в четыре раза
Новости
Опасный астероид может столкнуться с Луной вместо Земли: это угрожает спутникам
Космос
Строение перьев совы скопировали для разработки универсальной шумоизоляции
Наука
Популярный антидепрессант нарушил созревание половых клеток у мышей
Наука
На орбиту впервые отправили квантовый компьютер
Космос
Нейроморфный процессор «Алтай»: будущее ИИ по-русски
Технологии
Бактерии превращают пластиковый мусор в парацетамол
Наука
Японская ispace назвала причину второй неудачи при посадке на Луну
Космос
Из рисовой бумаги можно создать мягких роботов, которые разлагаются за месяц
Новости
Физик предложил заменить пространство-время трехмерным временем
Наука
Антропологи выяснили, почему только одна миграция людей из Африки была успешной
Наука
Токсичную плесень из древних гробниц превратили в противораковое лекарство
Наука
Найдена гигантская нить в космосе: она соединяет четыре скопления галактик
Космос
В Китае установили мировой рекорд: 11 787 дронов создали световое шоу
Новости
Вирус герпеса перестраивает геном человека, но есть способ его остановить
Наука
Разработаны роботы размером с игрушечную машинку для ремонта водопроводных труб
Новости