Ve fyzice je Schrödingerova kočka alegorií dvou nejpůsobivějších efektů kvantové mechaniky:
„Naše „kvantová kočka“ má nyní novou „srst“,protože jsme objevili nový kvantový fázový přechod v LiHoF 4, o kterém se dříve nevědělo,“ říká Matthias Vojta, vedoucí katedry teoretické fyziky pevných látek na Technické univerzitě v Drážďanech.
Vlastnosti jako magnetismus popřsupravodivost vznikají v důsledku fázových přechodů elektronů v krystalech. Pro fázové přechody při teplotách blížících se absolutní nule při -273,15 °C vstupují do hry kvantově mechanické efekty, jako je zapletení a kvantové fázové přechody.
Při velmi nízkých teplotách působí LiHoF 4jako feromagnet, ve kterém jsou všechny magnetické momenty spontánně směrovány jedním směrem. Pokud je magnetické pole aplikováno přesně svisle na preferovaný magnetický směr, magnetické momenty změní směr, což je známé jako fluktuace. Čím vyšší je síla magnetického pole, tím silnější jsou tyto fluktuace, až nakonec feromagnetismus úplně zmizí v kvantovém fázovém přechodu. To vede k propletení sousedních magnetických momentů. „Pokud přivedete vzorek LiHoF 4 k velmi silnému magnetu, náhle přestane být spontánně magnetický. To se ví už 25 let,“ říká Vojta.
Nové je to, co se stane, když vyzměnit směr magnetického pole. „Zjistili jsme, že kvantový fázový přechod stále probíhá, zatímco dříve se předpokládalo, že i sebemenší naklonění magnetického pole jej okamžitě potlačí,“ vysvětluje spoluautor studie Christian Pfleiderer, profesor topologie korelovaných systémů na Technické univerzitě. z Mnichova. Za těchto podmínek však kvantovým fázovým přechodům neprocházejí jednotlivé magnetické momenty, ale spíše velké magnetické oblasti, tzv. feromagnetické domény.
"Použili jsme kulové vzorky pro našepřesná měření. Právě to nám umožnilo přesně studovat chování malých změn směru magnetického pole,“ dodává Andreas Wendl, který experimenty prováděl v rámci své doktorské disertační práce.
„Objevili jsme zcela nový typ kvantafázové přechody, při kterých dochází k zapletení v měřítku mnoha tisíc atomů, a to nejen v mikrokosmu několika málo, vysvětluje Vojta. "Pokud si představíte magnetické domény jako černobílý vzor, nový fázový přechod způsobí, že se bílé nebo černé oblasti stanou nekonečně malé, to znamená, že vytvoří kvantový vzor a zcela se nerozpustí." Nově vyvinutý teoretický model úspěšně vysvětluje data získaná z experimentů.
Přečtěte si více:
První snímky podzemní části Marsu vědce překvapily
Galaxie, která se nachází 12 miliard světelných let od Země, se „svinula“ do Einsteinova prstence
Rostlina na Marsu produkuje kyslík rychlostí průměrného stromu