Фізики вперше спостерігали “магнітну лавину”, спричинену квантовими ефектами

01.04.2024   08:43    565

Дослідження показало, що ефект Баркгаузена можуть викликати, зокрема, квантово-механічні явища.

Image by wirestock on Freepik

Дослідники з Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech) запустили “магнітну лавину” в матеріалі за допомогою квантового тунелювання. Це перша експериментальна демонстрація ефекту Баркгаузена в квантовому матеріалі. Результати відкриття знайдуть застосування під час розроблення квантових датчиків та інших електричних пристроїв, вважають учені.

Ефект Баркгаузена – це сукупність маленьких магнітів, що обертаються групами. Ми проводимо той самий експеримент, який проводився багато разів, але робимо його з квантовим матеріалом, – повідомляє Крістофер Саймон, співавтор дослідження

Для експерименту вчені охолодили кристали фториду літію, гольмію та ітрію до температури, близької до абсолютного нуля. Навколо кристала вони встановили котушку, яка генерувала магнітне поле. Аналіз показав короткі сплески напруги, коли електрони оберталися групами і змінювали свою магнітну орієнтацію. Послідовність стрибків напруги, або ефект Баркгаузена, спостерігався, коли спінові групи перевертаються одна за одною.

Феромагнітні матеріали складаються з атомів з електронами, які діють як маленькі магніти. Зазвичай орієнтації таких магнітів збігаються всередині однієї області матеріалу, але різняться в різних. Однак під дією магнітного поля, орієнтації магнітів синхронізуються, і матеріал стає повністю намагніченим.

Останні новини:  Вчені розрахували шанс падіння на Землю автівки Tesla, що борознить космос

Вирівнювання не відбувається миттєво. Під дією магнітного поля “домени” – різні ділянки матеріалу – впливають на сусідні області, викликаючи поступове лавиноподібне поширення змін. Цей ефект у феромагнетиках 1919 року відкрив Генріх Баркгаузен.

Традиційна модель описує ці магнітні зміни за допомогою термічної активації: частинки мають на мить набути достатньої енергії, щоб перетнути енергетичний бар’єр, поширюючи зміни. Однак нове дослідження показує, що ці зміни також можуть відбуватися і за допомогою квантового тунелювання.

Класично, кожна з міні-лавин відбувається сама по собі. Але ми виявили, що за допомогою квантового тунелювання дві лавини синхронізуються. Це результат того, що два великих ансамблі електронів спілкуються один з одним і за допомогою своєї взаємодії виробляють ці зміни. Цей ефект спільного тунелювання став для нас несподіванкою, – говорить Деніел Сілевич, професор фізики в Каліфорнійському технологічному інституті


cikavosti.com

Останні новини:  Початок історії людства: чому Homo sapiens з'явилися саме в Африці