РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Абсолютный ноль вызывает квантовые преобразования

Нагрев вещества вызывает классические фазовые переходы – из твердого в жидкое и газообразное, но когда температура падает, могут произойти некоторые странные вещи: если фазовые переходы происходят при самых низких температурах, тонкие колебания могут резко изменить материал.
Тэги:
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Ученые из Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США совместно с коллегами из Университета Стоуни-Брук (США) исследовали поведение материалов при экстремально низких температурах, чтобы изучить квантовые фазовые переходы с беспрецедентной точностью. «В таких холодных условиях электронные, магнитные и термодинамические характеристики металлических материалов определяются этими неуловимыми квантовыми флуктуациями», — сообщает физик Мейган Аронсон.

Ученые наблюдали за возникновением ферромагнетизма в соединении иттрия, железа и алюминия (YFe2Al10) при температуре около абсолютного нуля. Исследование предоставляет новые методы определения материалов с такими мощными и неожиданными свойствами, как сверхпроводимость — способность проводить электричество с максимальной эффективностью.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«Доскональное изучение этого квантового фазового перехода позволяет прогнозировать и потенциально увеличить производительность новых материалов в их практическом применении, которое до сих пор было только теоретическим», — уверяет физик Алексей Цвелик. Наличие тепла усложняет так называемые критические квантовые колебания, поэтому ученые провели эксперименты при максимально низкой температуре.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«Законы термодинамики делают абсолютный ноль недостижимым, но квантовые фазовые переходы можно наблюдать при близких к нему температурах. Тем не менее, для того, чтобы полноценно изучить квантовую механическую природу, мы должны достичь температуры около -273 °C — намного холоднее, чем температура жидкого гелия или даже межзвездного пространства», — говорит Аронсон.

В итоге термодинамические и магнитные измерения показали, что YFe2Al10 становится ферромагнитным именно около абсолютного нуля — в отличие от железа, которое является ферромагнитным при температуре значительно выше комнатной.

Загрузка статьи...