În fizică, pisica lui Schrödinger este o alegorie pentru două dintre cele mai impresionante efecte ale mecanicii cuantice:
„Pisica noastră cuantică” are acum o nouă „blană”,pentru că am descoperit o nouă tranziție de fază cuantică în LiHoF 4 despre care nu se știa anterior că există”, spune Matthias Vojta, șeful Departamentului de fizică teoretică a stării solide de la Universitatea Tehnică din Dresda.
Proprietăţi precum magnetismul sausupraconductivitatea apare ca urmare a tranzițiilor de fază ale electronilor din cristale. Pentru tranzițiile de fază la temperaturi care se apropie de zero absolut la -273,15°C, intră în joc efecte mecanice cuantice, cum ar fi încrucișarea și tranzițiile de fază cuantică.
La temperaturi foarte scăzute, LiHoF 4 acționeazăca un feromagnet în care toate momentele magnetice sunt îndreptate spontan într-o singură direcție. Dacă un câmp magnetic este aplicat exact pe verticală pe direcția magnetică preferată, momentele magnetice își vor schimba direcția, cunoscută sub numele de fluctuații. Cu cât este mai mare puterea câmpului magnetic, cu atât aceste fluctuații devin mai puternice, până când, în cele din urmă, feromagnetismul dispare complet într-o tranziție de fază cuantică. Acest lucru duce la încurcarea momentelor magnetice adiacente. „Dacă aduceți o probă de LiHoF 4 la un magnet foarte puternic, acesta va înceta brusc să mai fie magnetic spontan. Acest lucru se știe de 25 de ani”, spune Vojta.
Ceea ce este nou este ceea ce se întâmplă când tuschimba directia campului magnetic. „Am descoperit că tranziția de fază cuantică continuă să aibă loc, în timp ce anterior se credea că chiar și cea mai mică înclinare a câmpului magnetic o va suprima imediat”, explică coautorul studiului Christian Pfleiderer, profesor de topologie a sistemelor corelate la Universitatea Tehnică. din Munchen. Cu toate acestea, în aceste condiții, nu momentele magnetice individuale suferă tranziții de fază cuantică, ci mai degrabă regiuni magnetice mari, așa-numitele domenii feromagnetice.
„Am folosit mostre sferice pentru noimăsurători de precizie. Acesta este ceea ce ne-a permis să studiem cu exactitate comportamentul schimbărilor mici în direcția câmpului magnetic”, adaugă Andreas Wendl, care a condus experimentele ca parte a tezei sale de doctorat.
„Am descoperit un tip complet nou de cuantumtranziții de fază, în care încurcarea are loc la scara multor mii de atomi și nu doar în microcosmosul câtorva, explică Vojta. „Dacă vă imaginați domeniile magnetice ca un model alb-negru, noua tranziție de fază face ca zonele albe sau negre să devină infinitezimale, adică creează un model cuantic și nu se dizolvă complet.” Un model teoretic nou dezvoltat explică cu succes datele obținute în urma experimentelor.
Citeste mai mult:
Primele imagini ale părții subterane a lui Marte i-au surprins pe oamenii de știință
O galaxie situată la 12 miliarde de ani-lumină de Pământ „s-a încovoiat” într-un inel Einstein
Planta de pe Marte produce oxigen la rata unui copac mediu