Добро пожаловать на форум PHP программистов!
За последние 24 часа нас посетили 18640 программистов и 1459 роботов. Сейчас ищут 852 программиста ...
Последние
Популярные

Цепочки из 50 молекул подтвердили столетнюю теорию квантовых спинов

Дата: 2025-03-17 23:52

Международная группа учёных впервые реализовала антиферромагнитную (AF) спиновую модель Гейзенберга с полуцелым спином (½), используя искусственные цепочки молекул «олимпицена» — структур, напоминающих символ Олимпийских игр. Эта работа превращает нанографены (NGs) в идеальную платформу для изучения квантовых спиновых систем с высокой степенью запутанности, что открывает перспективы для спинтроники на основе антиферромагнетиков.

Одномерные квантовые магнетики известны тем, что сильные квантовые флуктуации в них препятствуют спонтанному нарушению симметрии, приводя к образованию квантово-разупорядоченных состояний, таких как резонансные валентные связи. Для цепочек с полуцелым спином в термодинамическом пределе (L→∞) предсказывается безщелевой спектр возбуждений, где элементарные возбуждения представляют собой два дробных спинона (спин -½) с определённой энерго-импульсной зависимостью.

Однако в цепочках конечной длины эффекты конфайнмента создают щель, которая исчезает по мере роста длины цепочки.

Источник: Nature Materials (2025). DOI: 10.1038/s41563-025-02166-1

Экспериментальная реализация изотропной модели Гейзенберга для спина -½ долгое время оставалась сложной задачей из-за отсутствия методов контроля над спиновыми цепочками. Учёные из Института микроструктур Макса Планка (Галле), Дрезденского технического университета, Международной Иберийской нанолаборатории (INL) и Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения (EMPA) преодолели эти ограничения, синтезировав ковалентно связанные цепочки из нанографенов с открытой оболочкой («олимпиценов») на поверхности Au(111).

С помощью сканирующего туннельного микроскопа исследователи манипулировали спиновыми степенями свободы отдельных звеньев цепи, добиваясь точного контроля над её длиной — от димеров до цепочек из 50 единиц. Для анализа спиновых возбуждений применялась спектроскопия неупругого туннелирования электронов (IETS), дополненная расчётами методами квантовой химии. Обменное взаимодействие в системе достигло рекордных 38 мэВ, а степенной закон затухания спиновых возбуждений с ростом длины цепи подтвердил наличие квазидальнодействующих спиновых корреляций — ключевой характеристики безщелевой одномерной спиновой жидкости.

В цепочках с нечётным числом звеньев основное состояние представляет собой волновой пакет односпинонного состояния, чья амплитудная модуляция вдоль цепи проявляется в виде нулевой проводимости в IETS-спектрах. Самые длинные цепочки (50 единиц) продемонстрировали V-образные спектры возбуждений, отражающие закрытие щели в пределе L→∞.

Данная работа не только экспериментально подтверждает фундаментальные предсказания квантовой физики, но и открывает путь к созданию спиновых устройств на основе нанографенов. Как отмечают авторы, разработанный подход позволяет проектировать молекулы для реализации других квантовых моделей — например, в ближайшее время ожидается публикация исследования по экспериментальной реализации ещё одной модификации модели Гейзенберга с использованием NGs. Эти достижения приближают эру квантовых технологий, где управление спиновыми состояниями станет основой для новых вычислительных и энергоэффективных материалов.



Подробнее на iXBT
 

Предыдущие новости

iXBT, 2025-03-17 23:57
Огромные колесные арки и необычные колесные диски. «Мул» будущего кроссовера Lada B+ Cross засняли на фото вблизи

Официальная премьера будущего кроссовера АвтоВАЗа на базе Lada Vesta (на данный момент он фигурирует под обозначением Lada B+ Cross) состоится в рамках ПМЭФ 2025, ну а пока автопроизводитель продолжает тестировать машину не засвечивая дизайн. Для этого используют кузов обычной Lada Vesta, но «адаптированный» под подвеску кроссовера. Именно такую машину засняли инсайдеры...

iXBT, 2025-03-17 23:10
Что предлагает Xiaomi за 90 долларов в 2025 году. Представлен бюджетный, но симпатичный Redmi A5 4G

Компания Xiaomi представила очередной бюджетный смартфон — Redmi A5 4G. Новинка стоит всего 90 долларов, но при этом предлагает неплохие характеристики.  фото Gizmochina К примеру, 120-герцевый экран диагональю 6,88 дюйма. Хотя его разрешение составляет 720p, и это не OLED. В основе лежит SoC Unisoc T7250. Это далеко не топовое решение, которое набирает в AnTuTu около 300 000...

3Dnews.ru, 2025-03-17 18:18
BYD решила главную проблему электромобилей — 1-МВт зарядка передаст энергию на 400 км пробега за 5 минут

Китайская компания BYD представила инновационную систему зарядки для электромобилей мощностью 1 МВт, позволяющую восполнять их энергию так же быстро, как заправлять бензиновые автомобили. Первые модели, получившие эту технологию, появятся в линейке Ocean уже в ближайшее время. Источник изображений:...

3Dnews.ru, 2025-03-17 23:15
«Нечто большее, чем Disco Elysium 2»: психогеографическая ролевая игра Hopetown вышла на Kickstarter, и успех не заставил себя долго ждать

Как и было обещано, 17 марта лондонская студия Longdue, основанная бывшими сотрудниками ZA/UM, Bungie, Rockstar и Brave At Night, вышла на Kickstarter со своей психогеографической ролевой игрой Hopetown в духе Disco Elysium. Источник изображений:...

© 2025 «PHP.RU — Сообщество PHP-Программистов»
Главная | Форум | Реклама на сайте | Контакты VIP Сувениры
Разработка компании ODware