En physique, le chat de Schrödinger est une allégorie de deux des effets les plus impressionnants de la mécanique quantique :
"Notre" chat quantique "a maintenant une nouvelle" fourrure ",parce que nous avons découvert une nouvelle transition de phase quantique dans LiHoF 4 dont l'existence n'était pas connue auparavant », explique Matthias Vojta, chef du département de physique théorique du solide à l'Université technique de Dresde.
Des propriétés telles que le magnétisme oula supraconductivité résulte des transitions de phase des électrons dans les cristaux. Pour les transitions de phase à des températures proches du zéro absolu à -273,15 °C, des effets de mécanique quantique tels que l'intrication et les transitions de phase quantiques entrent en jeu.
A très basse température, LiHoF 4 agitcomme un ferromagnétique dans lequel tous les moments magnétiques sont spontanément dirigés dans une direction. Si un champ magnétique est appliqué exactement à la verticale de la direction magnétique préférée, les moments magnétiques changeront de direction, ce que l'on appelle des fluctuations. Plus l'intensité du champ magnétique est élevée, plus ces fluctuations deviennent fortes, jusqu'à ce que, finalement, le ferromagnétisme disparaisse complètement dans une transition de phase quantique. Cela conduit à l'intrication des moments magnétiques adjacents. "Si vous apportez un échantillon de LiHoF 4 à un aimant très puissant, il cessera soudainement d'être magnétique spontanément. Cela est connu depuis 25 ans », explique Vojta.
Ce qui est nouveau, c’est ce qui se passe lorsque vous changez la direction du champ magnétique.« Nous avons constaté que la transition de phase quantique continue de se produire, alors qu’auparavant, on pensait que la moindre inclinaison du champ magnétique serait immédiatement submergée», explique le co-auteur de l’étude, le professeurTopologies de systèmes corrélés à l’Université technique de Munich Christian Pfleiderer.Cependant, dans ces conditions, les transitions de phase quantiques ne sont pas soumises à des moments magnétiques individuels, mais plutôt à des régions magnétiques suffisamment étendues, appelées domaines ferromagnétiques.
« Nous avons utilisé des échantillons sphériques pour notremesures de précision. C'est ce qui nous a permis d'étudier avec précision le comportement de petits changements dans la direction du champ magnétique », ajoute Andreas Wendl, qui a mené les expériences dans le cadre de sa thèse de doctorat.
"Nous avons découvert un tout nouveau type de quantumles transitions de phase, dans lesquelles l'enchevêtrement se produit à l'échelle de plusieurs milliers d'atomes, et pas seulement dans le microcosme de quelques-uns, explique Vojta. "Si vous imaginez les domaines magnétiques comme un motif noir et blanc, la nouvelle transition de phase fait que les zones blanches ou noires deviennent infinitésimales, c'est-à-dire qu'elles créent un motif quantique et ne se dissolvent pas complètement." Un modèle théorique nouvellement développé explique avec succès les données obtenues à partir des expériences.
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