בפיזיקה, החתול של שרדינגר הוא אלגוריה לשניים מהאפקטים המרשימים ביותר של מכניקת הקוונטים:
"ל"חתול הקוונטי" שלנו יש עכשיו "פרווה" חדשה,מכיוון שגילינו מעבר פאזה קוונטי חדש ב-LiHoF 4 שלא היה ידוע קודם לכן על קיומו", אומר מתיאס וויטה, ראש המחלקה לפיזיקה תיאורטית של מצב מוצק באוניברסיטה הטכנית של דרזדן.
מאפיינים כגון מגנטיות אומוליכות-על נוצרת כתוצאה ממעברי פאזה של אלקטרונים בגבישים. עבור מעברי פאזה בטמפרטורות המתקרבות לאפס המוחלט ב-273.15 מעלות צלזיוס, באות לידי ביטוי השפעות מכניות קוונטיות כגון הסתבכות ומעברי פאזה קוונטיים.
בטמפרטורות נמוכות מאוד, LiHoF 4 פועלכמו פרומגנט שבו כל המומנטים המגנטיים מכוונים באופן ספונטני לכיוון אחד. אם שדה מגנטי מופעל בצורה אנכית בדיוק לכיוון המגנטי המועדף, המומנטים המגנטיים ישנו כיוון, המכונים תנודות. ככל שעוצמת השדה המגנטי גבוהה יותר, כך התנודות הללו נעשות חזקות יותר, עד שבסופו של דבר, הפרומגנטיות נעלמת לחלוטין במעבר פאזה קוונטי. זה מוביל להסתבכות של רגעים מגנטיים סמוכים. "אם תביא דגימה של LiHoF 4 למגנט חזק מאוד, הוא פתאום יפסיק להיות מגנטי באופן ספונטני. זה ידוע כבר 25 שנה", אומר וויטה.
מה שחדש הוא מה שקורה כשמשנים את כיוון השדה המגנטי."מצאנו שמעבר הפאזה הקוונטי ממשיך להתרחש, בעוד שבעבר חשבו שאפילו הטיה קלה ביותר של השדה המגנטי תכריע מידאותו", מסביר אחד ממחברי המחקר, פרופ'טופולוגיות של מערכות מתואמות באוניברסיטה הטכנית של מינכן כריסטיאן Pfleiderer.עם זאת, בתנאים אלה, מעברי פאזה קוונטיים כפופים לא למומנטים מגנטיים בודדים, אלא לאזורים מגנטיים נרחבים מספיק, מה שנקרא תחומים פרומגנטיים.
"השתמשנו בדגימות כדוריות עבורנומדידות דיוק. זה מה שאפשר לנו ללמוד במדויק את התנהגותם של שינויים קטנים בכיוון השדה המגנטי", מוסיף אנדריאס וונדל, שערך את הניסויים במסגרת עבודת הדוקטורט שלו.
"גילינו סוג חדש לחלוטין של קוונטיםמעברי פאזה, שבהם ההסתבכות מתרחשת בקנה מידה של אלפים רבים של אטומים, ולא רק במיקרוקוסמוס של מעטים, מסביר ווג'טה. "אם אתה מדמיין את התחומים המגנטיים כדפוס שחור ולבן, מעבר הפאזות החדש גורם לאזורים הלבנים או השחורים להפוך לאינפיניטסימליים, כלומר, הם יוצרים תבנית קוונטית, ולא מתמוססים לחלוטין." מודל תיאורטי חדש שפותח מסביר בהצלחה את הנתונים שהתקבלו מהניסויים.
קרא עוד:
התמונות הראשונות של החלק התת-קרקעי של מאדים הפתיעו את המדענים
גלקסיה הממוקמת במרחק של 12 מיליארד שנות אור מכדור הארץ 'התכרבלה' לטבעת איינשטיין
צמח על מאדים מייצר חמצן בקצב של עץ ממוצע