Napagmasdan ng mga Physicist ang Kompetisyon sa Pagitan ng Mga Magnetic na Order

System: Ang isang kristal na sala-sala ng ilaw ay humahawak sa mga atomo sa maraming dobleng mga layer. Ang mga larawang tomographic (paikutin) ay nagpapakita ng mga siksik sa isang solong layer. Nagbibigay ang mga ito ng impormasyon tungkol sa magnetikong pagkakasunud-sunod ng mga atom. Ipinapakita ng tamang imahe ang kapal ng isang layer na na-average sa paglipas ng labindalawang pagsasakatuparan (orange na pula). Kredito: © Marcell Gall, Nicola Wurz at iba pa / Kalikasan

Pagsasaliksik sa kalikasan: Ang pangkat ng pagsasaliksik mula sa University of Bonn ay nakakakuha ng pananaw sa mga bagong phenum phenum.

Ang mga ito ay kasing payat ng buhok, isang daang libong beses lamang na mas payat – ang dalawang-dimensional na materyales na binubuo ng isang solong layer ng mga atomo ay umuusbong sa pagsasaliksik sa loob ng maraming taon. Nang ang dalawang siyentipiko ng Russia-British ay iginawad sa Nobel Prize sa Physics noong 2010 para sa kanilang pagtuklas, kinilala sila ng isang mas malawak na madla. graphene, isang blockite ng gusali ng grapayt. Ang espesyal na tampok ng naturang mga materyales ay mayroon silang mga bagong pag-aari na maipapaliwanag lamang sa tulong ng mga batas ng mga mekanika ng kabuuan at nauugnay sa mga advanced na teknolohiya. Ang mga mananaliksik sa Unibersidad ng Bonn ay gumagamit na ng labis na malamig na mga atomo upang makakuha ng mga bagong pananaw sa dating hindi kilalang phenum phenum. Natuklasan nila na ang mga pagkakasunud-sunod ng magnetiko sa pagitan ng dalawang manipis na pelikula ng mga atomo na pinagbuklod ay nakikipagkumpitensya sa bawat isa. Ang pag-aaral ay nai-publish sa journal Kalikasan.

Ang mga system ng kabuuan ay napagtanto ang mga natatanging estado ng bagay na nagmula sa mundo ng mga nanostruktura. Pinapadali nila ang iba’t ibang mga bagong teknolohikal na aplikasyon, tulad ng pag-aambag upang ma-secure ang pag-encrypt ng data, pagbibigay ng mas maliit at mas mabilis na mga teknikal na aparato, at kahit na paganahin ang pagbuo ng isang computer na kabuuan. Sa hinaharap, ang nasabing computer ay maaaring malutas ang mga problema na hindi malulutas ng lahat ng tradisyonal na computer o sa mahabang panahon.

Kung paano lumitaw ang mga hindi pangkaraniwang phenum phenum ay malayo pa rin mula sa ganap na nauunawaan. Upang magaan ang ilaw dito, isang pangkat ng mga physicist na pinangunahan ni Propesor Michael Köhl sa Unibersidad ng Bonn para sa Quantum Computing Perfection Cluster Matter and Light ay gumagamit ng mga kwantum simulator na gayahin ang pakikipag-ugnay ng maraming mga particle ng kabuuan. hindi ito magagawa sa mga tradisyunal na pamamaraan. Kahit na ang mga state-of-the-art na mga modelo ng computer ay hindi makakalkula ang mga kumplikadong proseso tulad ng pang-akit at kuryente hanggang sa pinakamagandang detalye.

Ang mga sobrang malamig na atomo ay gayahin ang mga solido

Ang simulator na ginamit ng mga siyentista ay binubuo ng mga ultra-cold atoms – labis na lamig dahil ang kanilang temperatura ay higit sa isang milyon na degree. ganap na zero. Ang mga atom ay pinalamig gamit ang mga laser at magnetic field. Ang mga atomo ay nilalaman ng mga optical lattice, iyon ay, mga nakatayo na alon na nilikha ng superimposing laser beams. Sa ganitong paraan, gayahin ng mga atom ang pag-uugali ng mga electron sa solidong estado. Pinapayagan ng pag-set up ng pang-eksperimento ang mga siyentista na magsagawa ng iba’t ibang mga eksperimento nang walang panlabas na pagbabago.

Sa quantum simulator, sa kauna-unahang pagkakataon, nasusukat ng mga siyentipiko ang mga magnetikong ugnayan ng eksaktong dalawang pinagbuklod na mga layer ng isang kristal na sala-sala. “Salamat sa lakas ng koneksyon na ito, nagawa naming paikutin ang direksyon kung saan nabuo ang magnetismo ng 90 degree nang hindi binabago ang materyal sa anumang ibang paraan,” paliwanag ng mga unang may-akda, sina Nicola Wurz at Marcell Gall, mga mag-aaral ng PhD sa pangkat ng pagsasaliksik ni Michael Köhl. .

Upang pag-aralan ang pamamahagi ng mga atom sa optikong kisi, ang mga pisiko ay gumamit ng isang mataas na resolusyon na mikroskopyo na kung saan maaari nilang sukatin ang mga magnetikong ugnayan sa pagitan ng mga indibidwal na mga layer ng sala-sala. Sa ganitong paraan, sinaliksik nila ang magnetikong pagkakasunud-sunod, iyon ay, ang pagkakahanay sa isa’t isa ng simulateong solid-state na mga atomic magnetic moment. Naobserbahan nila na ang magnetikong pagkakasunud-sunod sa pagitan ng mga layer ay nakikipagkumpitensya sa orihinal na pagkakasunud-sunod sa loob ng isang solong layer, at napagpasyahan na kung mas malakas ang mga layer na pinagbuklod, mas malakas ang mga ugnayan na naganap sa pagitan ng mga layer. Sa parehong oras, ang mga ugnayan sa mga indibidwal na layer ay nabawasan.

Ginawang posible ng mga bagong resulta na mas mahusay na maunawaan ang mikroskopiko na nagpapalaganap ng magnetismo sa mga bonded layer system. Sa hinaharap, ang mga natuklasan ay makakatulong sa paggawa ng mga hula tungkol sa mga materyal na katangian at makamit ang mga bagong pag-andar ng solido, bukod sa iba pang mga bagay. Halimbawa, dahil ang superconductivity na may mataas na temperatura ay malapit na naiugnay sa mga magnetikong pagsasama, ang mga bagong tuklas ay maaaring magbigay ng kontribusyon sa pagbuo ng mga bagong teknolohiya batay sa mga naturang superconductors sa pangmatagalan.

Sanggunian: Marcell Gall, Nicola Wurz, Jens Samland, Chun Fai Chan at Michael Köhl, “Utos ng magnetiko na nakikipagkumpitensya sa mga sobrang malamig na atomo sa isang dalawang-layer na modelo ng Hubbard”, Enero 6, 2021. Kalikasan.
DOI: 10.1038 / s41586-020-03058-x

Pagpopondo: Ang pag-aaral ay pinondohan ng Bonn-Cologne Institute of Physics and Astronomy, the University of Bonn and Cologne, the Alexander von Humboldt Foundation, Collaborative Research Center TRR 185 “OSCAR – Atomic and Photonics Quantum Matter Control. German Research Foundation, The Matter and Light for Quantum Computing Ang Matter (ML4Q) ay pinondohan ng Cluster of Excellence at “Customized Connection to Reservoirs”, pinondohan ng Stiftung der Deutschen Wirtchaft.

Matter and Light (ML4Q) Exclusive Cluster para sa Quantum Computing

Ang Matter and Light for Quantum Computing (ML4Q) Cluster of Excellence ay isang pakikipagtulungan sa pananaliksik na pinangunahan ng mga unibersidad ng Cologne, Aachen at Bonn, pati na rin ng Forschungszentrum Jülich. Pinondohan bilang bahagi ng Diskarte sa Kahusayan ng mga pamahalaang pederal at estado ng Aleman. Ang layunin ng ML4Q ay upang makabuo ng mga bagong arkitektura ng computing at network gamit ang mga prinsipyo ng kabuuan ng mekanika. Ang ML4Q ay bumubuo at nagpapalawak ng pantulong na kadalubhasaan sa tatlong pangunahing mga lugar ng pagsasaliksik: solidong pisika ng estado, optum na kabuuan, at agham ng impormasyong pang-kabuuan.

Ang Excellence Cluster ay matatagpuan sa Transdisiplinaryong Pook ng Pananaliksik na “Mga Block of Building ng Matter at Pangunahing Mga Pakikipag-ugnayan” sa Unibersidad ng Bonn. Sa anim na magkakaibang TRA, ang mga siyentista mula sa iba’t ibang mga faculties at disiplina ay nagtagumpay upang magtrabaho sa mga paksa sa pagsasaliksik sa hinaharap.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang fluorescent solar corrugated windows ay bumubuo ng enerhiya sa loob at labas

Ang mga inhinyero ng Rice University ay dinisenyo at itinayo ang mga window window na nagre-redirect ng sikat ng araw o ilaw mula sa...

Teen “Tyrants” – Carnivorous Dinosaur Offs spring – Ipaliwanag ang Kakulangan ng Pagkakaiba-iba ng Dinosaur?

Ipinapahiwatig ng bagong pananaliksik ang supling ng maraming mga karnivorous dinosaur, tulad ng Tyrannosaurus rex, na maaari ring hubugin ang kanilang mga komunidad sa...

Hindi Karaniwan na Mga Katutubong Australian Bees na Natagpuan Matapos ang 100 Taon

Ang bagong natuklasan na Pharohylaeus lactiferus (Colletidae: Hylaeinae). Kredito: James Dorey Photography Pagkasira ng mga kagubatan sa ulan, pagbawas ng mga wildfire. Ang isang laganap...

Ang Unang Video ng Daigdig ng Space-Time Crystal

Ang isang pana-panahong pattern ng mga magnon ay nangyayari sa temperatura ng kuwarto. Ang isang pangkat ng mga mananaliksik ay nagtagumpay sa paglikha ng isang...

Ang sinaunang ilog ng Delta ay minsang nagdadala ng likidong tubig sa ibabaw ng Mars

Eberselded Crete Delta: Ang sinaunang istraktura ng sinaunang ilog na Delta ay nagdala ng likidong tubig sa ibabaw ng Mars. Kredito: ESA /...

Newsletter

Subscribe to stay updated.