- Регистрация
- 5 Ноя 2019
- Сообщения
- 7.443
- Реакции
- 2.899
- Баллы
- 113
Спиновая жидкость помогла доказать, что электрон не является элементарной частицей
Изучая квантовые спиновые жидкости, физики наблюдали странное поведение электрона: он вел себя так, будто состоит из двух частиц, одна из которых обеспечивает электрический заряд, а вторая — спин.
Почти 50 лет назад физики высказали предположение, что электрон не является элементарной частицей. Теперь, после анализа трех лет наблюдений ученые подтвердили эту точку зрения — они обнаружили признаки спинона, отвечающего за спин электрона
Экспериментальные результаты подтверждают предсказание, сделанное несколько десятилетий назад для объяснения одного из самых странных состояний материи — квантовой спиновой жидкости. Во всех материалах спин электрона может быть направлен либо вверх, либо вниз. В обычном магните все спины в определенных температурных пределах направлены в одну сторону.
Однако в таких жидкостях спины не могут выстроиться в однородную структуру даже при охлаждении до температур, близких к абсолютному нулю. Вместо этого они постоянно изменяют свое направление в сложном, но скоординированном порядке. В результате получается одно из самых запутанных квантовых состояний, которое представляющее большой интерес для исследователей в растущей области квантовых вычислений.
Чтобы описать это поведение математически, лауреат Нобелевской премии по физике Филип Андерсон (1923-2020), который впервые предсказал существование спиновых жидкостей в 1973 году, предложил рассматривать электрон как совокупность двух частиц, одна из которых отвечает за его отрицательный заряд, а другая за спин. Вторую частицу Андерсон назвал спиноном.
В новом исследовании авторы искали признаки спинона в спиновой жидкости, состоящей из атомов рутения и хлора. При температуре в 0,5K и в присутствии сильного магнитного поля кристаллы хлорида рутения переходили в состояние спиновой жидкости. Осциллирующий сигнал, который искали физики, был очень слабым, поэтому измерения требовали чрезвычайно точного контроля температуры образца, а также тщательной калибровки термометров в сильном магнитном поле. После анализа данных, полученных в результате трех лет наблюдений, ученые смогли обнаружить достоверные признаки существования спинона. А это значит, что электрон не является элементарной частицей, так как состоит из меньших по размеру частей.
Статья об открытии опубликована в журнале Nature Physics.
Никита Шевцевредакция
Изучая квантовые спиновые жидкости, физики наблюдали странное поведение электрона: он вел себя так, будто состоит из двух частиц, одна из которых обеспечивает электрический заряд, а вторая — спин.
Почти 50 лет назад физики высказали предположение, что электрон не является элементарной частицей. Теперь, после анализа трех лет наблюдений ученые подтвердили эту точку зрения — они обнаружили признаки спинона, отвечающего за спин электрона
Экспериментальные результаты подтверждают предсказание, сделанное несколько десятилетий назад для объяснения одного из самых странных состояний материи — квантовой спиновой жидкости. Во всех материалах спин электрона может быть направлен либо вверх, либо вниз. В обычном магните все спины в определенных температурных пределах направлены в одну сторону.
Однако в таких жидкостях спины не могут выстроиться в однородную структуру даже при охлаждении до температур, близких к абсолютному нулю. Вместо этого они постоянно изменяют свое направление в сложном, но скоординированном порядке. В результате получается одно из самых запутанных квантовых состояний, которое представляющее большой интерес для исследователей в растущей области квантовых вычислений.
Чтобы описать это поведение математически, лауреат Нобелевской премии по физике Филип Андерсон (1923-2020), который впервые предсказал существование спиновых жидкостей в 1973 году, предложил рассматривать электрон как совокупность двух частиц, одна из которых отвечает за его отрицательный заряд, а другая за спин. Вторую частицу Андерсон назвал спиноном.
В новом исследовании авторы искали признаки спинона в спиновой жидкости, состоящей из атомов рутения и хлора. При температуре в 0,5K и в присутствии сильного магнитного поля кристаллы хлорида рутения переходили в состояние спиновой жидкости. Осциллирующий сигнал, который искали физики, был очень слабым, поэтому измерения требовали чрезвычайно точного контроля температуры образца, а также тщательной калибровки термометров в сильном магнитном поле. После анализа данных, полученных в результате трех лет наблюдений, ученые смогли обнаружить достоверные признаки существования спинона. А это значит, что электрон не является элементарной частицей, так как состоит из меньших по размеру частей.
Статья об открытии опубликована в журнале Nature Physics.
Никита Шевцевредакция
Зачётная шутка.