Birmingham Üniversitesi’ndeki bilim insanlarının Nature Communications dergisinde yayınlanan çalışmasında, klasik fizik kurallarına uymayan ve aranan yeni kitaplara sahip kuantum malzemelerinin elde edilmesi ve kontrol edilmesi sürecinde önemli bir adım sunulmaktadır.
En önemlisi bu özellikler, iki kutup çevresinde sıralanan geleneksel “ferromıknatıslardan” farklı davranan manyetik büyüyen giden bir yol sağlıyor. Buzdolaplarında veya ilan panolarında bulunan bilindik çubukları içeren ferromıknatıslar, hafif enerjiye giren elektronlar sağlar, birisini çekmek ve itmek için küçük bir kalırsa çalışır, böylece hepsi aynı durumu gösterir ve güç verir.
Kuantum spinli sıvı özelliklere sahip olup, bu şekilde davranan manyetik özelliklere sahiptir. Ferromiknatısların iyi temizlenebilir özellikleri yerine, bu özelliklerin düzenidir ve içlerindeki elektronların kuantum dolaşıklığı adı verilen bir süreçle manyetik olarak bağlanır.
Kuantum Spinli Sıvıların Sırlarını Çözecek Yeni Yol Keşfedildi
Kuantum spin sıvılarının teoride var olmalarına ve bilim insanları tarafından modellenmelerine rağmen, daha önce bunların parça olarak üretilmesi veya bulunabilmesi mümkün olmadı. Yeni araştırmacılar, çıldırtan bu hallerini ayırmak için yeni yollar açan rutenyum temelli yeni bir malzeme özellikleri tanımlıyor.
Baş katılımcı Dr. Lucy Clark şöyle açıklıyor: “Bu çalışma, çıldırtıcı hallerini keşfetmemize olanakları içeren yeni malzemeleri nasıl tasarlayabileceğimizi anlamamız açısından gerçekten önemli bir adım. Yeterince keşfedilmemiş ve kuantum uygulamaları kullanılmak üzere yeni manyetik özellikleri nasıl tasarlayabileceğimiz konusunda önemli ipuçları alabileceğiniz geniş bir malzeme seçeneklerinin önünü açar.”
Bilim adamlarının kuantum spin sıvı halinin var olabileceğine inandığı doğal olarak oluşan bir dizi bakır mineral ve mineral kristal sistemi olsa da, bulunan ek yapısal karmaşıklıklar nedeniyle bunlar kanıtlanamamıştır. Kuantum spin sıvılarının karmaşıklığı teorileri için de zorluklar yaratılmaktadır, çünkü bölümde, daha uzun derecelerde zor olan ve fizikçiler arasında anlaşmazlığa neden olan birçok rakip manyetik etkileşimle sonuçlanmaktadır.
Teorik fizikçi Alexei Kitaev tarafından 2009 yılında üretilen bir model, kuantum spin sıvıları için bazı temel ilkeleri ortaya koyabilmiştir. Bununla birlikte manyetik manyetik etkileşimler, düzenli bir manyetik durumda geri dönmeden, ayrı olarak üretilemedikleri bir ortam gerekliydi.
Buna rağmen günlük hacimlerin yoğun şekilde değiştiği kristal yapılarıyla ilgili olduğu biliniyor. İyonlar içeren çok yakın bir şekilde paket açıldıktan sonra, doğrudan ışıklandırmaya geçerek manyetik düzene geri dönmelerine neden olabilirler.
Birmingham merkezli ekip, İngiltere’deki ISIS Neutron and Muon Source, and Diamond Light Source’ daki uzman aletler kullanılarak, açık çerçeveye sahip yeni bir malzeme rutenyum metal iyonları arasındaki iletimleri ayarlayabildiğini ve Kitaev kuantum spin sıcaklığının yeni bir yol gösterdiğini gösterdi.
Bu daha açık yapılarda üretilen manyetik etkileşimler, aksi takdirde olabileceğinden daha zayıftır ve bilim insanlarına bu yapıların hassas hassas ayarlanması için daha fazla alan sağlar.
Clark, “Bu çalışma mükemmel bir Kitaev malzemesini açmış olsa da, bu alandaki teori ile deney arasında yararlı bir köprü oluşturmuş ve araştırma için verimli yeni alanlar açmıştır” diye ekledi.
Haber Kaynağı: phys.org/news/2024-11-route-quantum-liquid-materials.html
Haberi Derleyen : Elif Gül Türkmen-Eskişehir Teknik Üniversitesi – Yüksek Lisans Öğrencisi