Исследователи Массачусетского технологического института открыли новое состояние вещества с новым состоянием магнетизма, которое было названо квантовая спи́новая жидкость (quantum spin liquid, QSL). За счет такой характеристики как устойчивая квантовая запутанность новое открытие может помочь достичь значительных успехов в хранении данных, что будет способствовать развитию новых систем коммуникаций.
В современном технологическом мире наибольшее распространение получили всего два вида магнетизма: ферромагнетизм и антиферромагнетизм. Первый известен человечеству уже сотни лет, и как в стрелке, вращающейся на игле компаса, так и в тех магнитах, с которыми мы играли в детстве, работает одно и то же свойство: магнитные моменты (к примеру, зарядов ионов и электронов) устанавливаются одном направлении, что вызывает появление двух полюсов.
В свою очередь в антиферромагнетиках устанавливается одноименный порядок магнитных моментов, в результате чего общая намагниченность равна нулю. Комбинация ферромагнетиков и антиферромагнетиков используется для работы спиновых клапанов — магнитных сенсоров в головках жестких дисков.
В случае же квантовых спиновых жидкостей вещество представляет из себя твердый кристалл, но его внутреннее магнитное состояние — жидкость, поскольку постоянно меняется. Магнитная ориентация электронов, их магнетный момент «течет», поскольку они активно взаимодействуют со своими соседями, и сила этого взаимодействия велика.
Хотя на данный момент очень трудно доказать или подтвердить существование этого состояния измерениями, исследователь Ли Янг считает, что в свете существования лишь теоретических моделей физических систем полученные данные являются самыми интересными. Впервые о возможности существования квантовых спиновых жидкостей заговорил Филип Андерсон в 1987, упоминая, что такое состояние вещества может помочь для создания высокотемпературных сверхпроводников. Ли говорит, что работы велись уже давно, и лишь в последнее время начал наблюдаться определенный прогресс.
Сам по себе образец представляет кристалл минерала гербертсмитита. Ли и его коллегам повезло первым изготовить большой образец материала в прошлом году, и заняло это 10 месяцев. Теперь же они занимаются изучением его свойств.
Ли заявил о том, что открытие квантовой спиновой жидкости означает возможный прорыв в хранении данных, развития новых форм магнитных накопителей и форм связи. Как считает ученый, новая состояние вещества приближает нас к созданию высокотемпературных сверхпроводников — материалов, которые демонстрируют сверхпроводимость при относительно обычных температурах, а не −200°С.
Автор: FakeFactFelis
