Στη Ρωσία, δημιούργησαν το υλικό που είχε προβλεφθεί πριν από περίπου μισό αιώνα
- Κατηγορία ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ
- 0 σχόλια
RIA Novosti. Ρώσοι επιστήμονες κατάφεραν να αποκτήσουν ένα νέο υλικό που επιδεικνύει τις ιδιότητες ενός "υγρού περιστροφής" - μια ειδική μαγνητική κατάσταση της ύλης στην οποία τα σπιν μεμονωμένων ατόμων δεν παγώνουν ακόμη και σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν. Τέτοια υλικά μπορούν να βρουν εφαρμογή σε κβαντικές τεχνολογίες που βασίζονται στην εμπλοκή των κυματοσυναρτήσεων μεμονωμένων σωματιδίων. Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύονται στο περιοδικό Inorganic Chemistry .
Spin - η εγγενής μαγνητική ροπή ενός ηλεκτρονίου, είναι μια καθολική ιδιότητα των στοιχειωδών σωματιδίων. Σε πολλά υλικά σε θερμοκρασία δωματίου, οι περιστροφές των σωματιδίων διαταράσσονται και κινούνται, ενώ στερεοποιούνται και γίνονται σε τάξη μόνο με τη μείωση της θερμοκρασίας.
Ένα υγρό σπιν είναι μια εξαιρετικά σπάνια κατάσταση ύλης στην οποία τα σπιν των ηλεκτρονίων παραμένουν άτακτα και συνεχίζουν να κινούνται ακόμη και σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν. Η πιθανότητα ύπαρξης μιας τέτοιας κατάστασης της ύλης εξετάστηκε στην αυγή της κβαντικής μηχανικής, αλλά οι επιστήμονες άρχισαν να αναζητούν ένα τέτοιο υλικό σχετικά πρόσφατα.
Μέχρι τώρα, ο κύριος υποψήφιος για τη λήψη ενός υγρού περιστροφής θεωρούνταν ο ορυκτός βοτανοειδούς, στον οποίο τα ιόντα χαλκού, ως φορείς της μαγνητικής ροπής, σχηματίζουν ένα ιδανικό δισδιάστατο πλέγμα kagome (το kagome είναι ένα ιαπωνικό ψάθινο σχέδιο με εξαγωνικό μοτίβο ). Χάρη στην ανακάλυψη Ρώσων επιστημόνων, μια άλλη ουσία προστέθηκε στη λίστα των υλικών που δυνητικά έχουν τις ιδιότητες ενός υγρού περιστροφής.
Ερευνητές από το Κρατικό Πανεπιστήμιο της Μόσχας με το όνομα M. V. Lomonosov και NUST "MISiS" συνέθεσαν κρυστάλλους χλωριούχου-φωσφορικού οξοκουρικού νατρίου και βισμούθιου με ένα τετράγωνο πλέγμα τύπου kagome, στο οποίο δεν σχηματίζεται μαγνητική τάξη όταν ψύχεται στους -271°C. Από αυτή την άποψη, οι ερευνητές πρότειναν ότι στο υλικό που δημιούργησαν σε χαμηλές θερμοκρασίες, το υποσύστημα σπιν συμπεριφέρεται σαν ένα μπερδεμένο υγρό σπιν.
Το συντιθέμενο αντικείμενο αποτελείται από άτομα νατρίου, χαλκού, βισμούθιου, φωσφόρου, οξυγόνου και χλωρίου, δήλωσε ο Alexander Vasiliev, ένας από τους συγγραφείς της μελέτης, επικεφαλής του εργαστηρίου λειτουργικών κβαντικών υλικών στο NUST MISIS.
"Στην κρυσταλλική δομή ενός υποψηφίου για περιστρεφόμενα υγρά, μπορούν να διακριθούν δύο κύρια θραύσματα-μονάδες. Η πρώτη είναι στρώματα που σχηματίζονται από συστάδες τεσσάρων τετραέδρων. Τα άτομα οξυγόνου βρίσκονται στο κέντρο κάθε τετραέδρου. Τα άτομα χαλκού βρίσκονται σε τρεις κορυφές του τετραέδρου, και ένα άτομο βισμούθιου βρέθηκε στο τέταρτο Τέτοια στρώματα φέρουν θετικό φορτίο και είναι έτοιμα να το μοιραστούν με ένα δεύτερο, αρνητικά φορτισμένο θραύσμα», είπε στο RIA Novosti.
Το δεύτερο στρώμα, σύμφωνα με τον επιστήμονα, συνδυάζεται από πολύεδρα, στα κέντρα των οποίων υπάρχουν άτομα νατρίου, φωσφόρου και χαλκού, και στις κορυφές - άτομα οξυγόνου και (ή) χλωρίου.
"Η σχέση των περιγραφόμενων στρωμάτων συχνά ερμηνεύεται ως μοντέλο "επισκέπτης-οικοδεσπότης". Είναι ενδιαφέρον ότι η νέα ένωση ελήφθη με περίσσεια κοινού επιτραπέζιου αλατιού! ", - εξήγησε ο Alexander Vasiliev.
Πρόσθεσε ότι στο μέλλον το υλικό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε κβαντικές τεχνολογίες που βασίζονται στην εμπλοκή των κυματοσυναρτήσεων μεμονωμένων σωματιδίων.
Τελευταία τροποποίηση στιςΤρίτη, 28 Φεβρουαρίου 2023 07:58