Физичари "посматрали" Шредингерову мачку са новим "крзном"

У физици, Шредингерова мачка је алегорија за два најупечатљивија ефекта квантне механике:

запетљаност и суперпозиција.Истраживачи из Дрездена и Минхена су сада посматрали ово понашање у много већој скали од најмањих честица. До сада је било познато да материјали са својствима као што је магнетизам имају такозване домене – острва у којима су својства материјала уједначена. Да су то боје, била би црно-бела острва. Али проучавајући литијум холмијум флуорид (ЛиХоФ 4), физичари су открили потпуно нову фазну транзицију у којој домени изненада показују квантно механичка својства, узрокујући да се њихова својства запетљају (остају и црна и бела).

„Наша „квантна мачка“ сада има ново „крзно“,јер смо открили нову квантну фазну транзицију у ЛиХоФ 4 за коју се раније није знало да постоји“, каже Матијас Војта, шеф Одељења за теоријску физику чврстог стања на Техничком универзитету у Дрездену.

Својства као што су магнетизам илисуперпроводљивост настају као резултат фазних прелаза електрона у кристалима. За фазне прелазе на температурама које се приближавају апсолутној нули на -273,15°Ц, квантномеханички ефекти као што су преплитање и квантни фазни прелази долазе у игру.

На веома ниским температурама делује ЛиХоФ 4попут феромагнета у коме су сви магнетни моменти спонтано усмерени у једном правцу. Ако се магнетно поље примени тачно вертикално на жељени магнетни правац, магнетни моменти ће променити смер, познати као флуктуације. Што је јачина магнетног поља већа, ове флуктуације постају јаче, све док, на крају, феромагнетизам потпуно не нестане у квантном фазном прелазу. Ово доводи до преплитања суседних магнетних момената. „Ако донесете узорак ЛиХоФ 4 на веома јак магнет, он ће изненада престати да буде спонтано магнетан. То се зна већ 25 година“, каже Војта.

Оно што је ново је оно што се дешава кадапромени смер магнетног поља. „Открили смо да се квантна фазна транзиција наставља, док се раније сматрало да ће га чак и најмањи нагиб магнетног поља одмах потиснути“, објашњава коаутор студије Цхристиан Пфлеидерер, професор топологије корелираних система на Техничком универзитету. из Минхена. Међутим, под овим условима, не пролазе појединачни магнетни моменти који пролазе кроз квантне фазне прелазе, већ прилично велике магнетне области, такозвани феромагнетни домени.

„Користили смо сферне узорке за нашепрецизна мерења. То је оно што нам је омогућило да прецизно проучимо понашање малих промена у смеру магнетног поља“, додаје Андреас Вендл, који је спровео експерименте у оквиру своје докторске дисертације.

„Открили смо потпуно нову врсту квантафазни прелази, у којима се заплетање дешава на скали од много хиљада атома, а не само у микрокосмосу неколико, објашњава Војта. „Ако замислите магнетне домене као црно-бели образац, нова фазна транзиција узрокује да беле или црне области постану бесконачно мале, то јест, стварају квантни образац, а не да се потпуно растварају. Новоразвијени теоријски модел успешно објашњава податке добијене из експеримената.

Опширније:

Прве слике подземног дела Марса изненадиле су научнике

Галаксија која се налази 12 милијарди светлосних година од Земље 'склупчала' се у Ајнштајнов прстен

Биљка на Марсу производи кисеоник брзином просечног дрвета