Passipoularidou’s Weblog

Ιανουαρίου 7, 2013

Οι ερευνητές του ΜΙΤ ανακαλύπτουν ένα νέο είδος μαγνητισμού

Filed under: Uncategorized — passipoularidou @ 9:38 μμ

Οι ερευνητές του ΜΙΤ  ανακαλύπτουν ένα νέο είδος μαγνητισμού

Τα πειράματα δείχνουν «κβαντικό υγρό,« η οποία θα μπορούσε να έχει εφαρμογές σε νέους αποθηκευτικούς χώρους της μνήμης του υπολογιστή.

David L. Τσάντλερ, MIT Νέα Γραφείο

Herbertsmithite
 
Οι φυσικοί του ΜΙΤ μεγάλωσαν αυτό το καθαρό κρύσταλλο του herbertsmithite στο εργαστήριο τους. Αυτό το δείγμα, το οποίο πήρε 10 μήνες για να αναπτυχθεί, είναι 7 mm μήκος (μόλις πάνω από ένα τέταρτο ιντσών) και ζυγίζει 0,2 γραμμάρια. Image: Tianheng Han
19η, Δεκεμβρίου 2012
 
Δίνοντας συνέχεια στις προηγούμενες θεωρητικές προβλέψεις, ΜΙΤ ερευνητές έχουν πλέον αποδειχθεί πειραματικά την ύπαρξη ενός ριζικά νέο είδος μαγνητικής συμπεριφοράς, προσθέτοντας τις δύο προηγουμένως γνωστές καταστάσεις του μαγνητισμού.Σιδηρομαγνητισμός – η απλή μαγνητισμό ενός μαγνήτη ή βελόνα της πυξίδας – έχει γίνει γνωστό για αιώνες. Σε ένα δεύτερο τύπο του μαγνητισμού, σιδηρομαγνητισμό, τα μαγνητικά πεδία των ιόντων εντός ενός μετάλλου ή κράματος αλληλοεξουδετερώνονται. Σε αμφότερες τις περιπτώσεις, τα υλικά που γίνονται μαγνητικά μόνον όταν ψύχεται κάτω από μία ορισμένη κρίσιμη θερμοκρασία. Η πρόβλεψη και η ανακάλυψη του σιδηρομαγνητισμό – η βάση για τα κεφάλια ανάγνωση στον υπολογιστή σκληρούς δίσκους σήμερα – κέρδισαν βραβεία Νόμπελ στη Φυσική για την Louis Neel το 1970 και για το MIT ομότιμος καθηγητής Clifford Shull το 1994. «Είμαστε δείχνει ότι υπάρχει και μια τρίτη θεμελιώδης κατάσταση για μαγνητισμό », λέει ο καθηγητής του MIT της φυσικής Young Lee. Η πειραματική εργασία που αποδεικνύουν την ύπαρξη αυτού του νέου κράτους, που ονομάζεται υγρό κβαντικό (QSL), αναφέρεται αυτή την εβδομάδα στο περιοδικό Nature , με Lee ως ανώτερος συντάκτης και Tianheng Χαν, ο οποίος κέρδισε το διδακτορικό του στη φυσική στο ΜΙΤ νωρίτερα αυτό το έτος , όπως οδηγήσει συγγραφέα. QSL Η είναι ένα στερεό κρύσταλλο, αλλά μαγνητική κατάσταση του περιγράφεται ως υγρό: Αντίθετα με τα άλλα δύο είδη του μαγνητισμού, τα μαγνητικά προσανατολισμοί των μεμονωμένων σωματιδίων εντός αυτού διακυμαίνονται συνεχώς, μοιάζει η συνεχής κίνηση των μορίων εντός μιας πραγματικής υγρού. Βρίσκοντας το αποδείξεις Δεν υπάρχει στατική προκειμένου να τα μαγνητικά προσανατολισμούς, γνωστή ως μαγνητικές ροπές, εντός του υλικού, Lee εξηγεί. «Αλλά υπάρχει μια έντονη αλληλεπίδραση μεταξύ τους, καθώς και λόγω της κβαντικά φαινόμενα, δεν ασφαλίσει στη θέση του», λέει. Παρόλο που είναι εξαιρετικά δύσκολο να μετρηθεί, ή να αποδεικνύουν την ύπαρξη, από αυτό το εξωτικό κατάσταση, Lee λέει, » αυτό είναι ένα από τα ισχυρότερα πειραματικών δεδομένων ορίζει ότι εκεί [δεν] αυτό. Τι χρησιμοποιείται για να είναι μόνο σε μοντέλα θεωρητικοί »είναι ένα πραγματικό φυσικό σύστημα.» Philip Anderson, ο κορυφαίος θεωρητικός, προτάθηκε για πρώτη φορά την ιδέα το 1987, λέγοντας ότι αυτή η κατάσταση θα μπορούσε να είναι σχετικές με υπεραγωγοί υψηλής θερμοκρασίας, λέει ο Λι. «Από τότε, οι φυσικοί έχουν ήθελε να κάνει μια τέτοια κατάσταση», προσθέτει. «Είναι μόνο τα τελευταία χρόνια ότι έχουμε σημειώσει πρόοδο.» Το ίδιο το υλικό είναι ένα κρύσταλλο από ένα ορυκτό που ονομάζεται herbertsmithite. Λι και οι συνεργάτες του πρώτα κατάφερε να κάνει ένα μεγάλο, καθαρό κρύσταλλο του υλικού αυτού το περασμένο έτος – μια διαδικασία που πήρε 10 μήνες – και από τότε έχουν μελετήσει τις ιδιότητες του με κάθε λεπτομέρεια. «Αυτή ήταν μια διεπιστημονική συνεργασία, με τους φυσικούς και χημικούς,» Lee εξηγεί. «Θα πρέπει και οι δύο … να συνθέσουν το υλικό και να το μελετήσετε με προηγμένες τεχνικές της φυσικής. . Οι θεωρητικοί ήταν επίσης ζωτικής σημασίας για αυτό » Μέσα από πειράματα, η ομάδα έκανε μια σημαντική ανακάλυψη, Lee λέει: Βρήκαν ένα κράτος με κλασματοποιημένο διεγέρσεις, η οποία είχε προβλεφθεί από κάποιους θεωρητικούς, αλλά ήταν μια πολύ αμφιλεγόμενη ιδέα. Ενώ οι περισσότεροι θέμα έχει διακριτές κβαντικές καταστάσεις των οποίων οι αλλαγές που εκφράζεται σε ακέραιο αριθμό, το υλικό παρουσιάζει QSL κλασματική κβαντικές καταστάσεις. Στην πραγματικότητα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι διεγερμένες καταστάσεις, που ονομάζεται spinons, αποτελούν ένα συνεχές. Η παρατήρηση αυτή, λένε στο χαρτί τη φύση τους, είναι «μια αξιοσημείωτη πρώτα.» Σκέδαση νετρονίων Για τη μέτρηση αυτή την κατάσταση, η ομάδα χρησιμοποίησε μια τεχνική που ονομάζεται σκέδαση νετρονίων, που είναι η ειδικότητά του Lee. Για πραγματικά την πραγματοποίηση των μετρήσεων, χρησιμοποίησαν ένα φασματόμετρο νετρονίων στο Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) στο Gaithersburg, MD Τα αποτελέσματα, Lee λέει, είναι «πολύ ισχυρές ενδείξεις αυτής της κλασμάτωση» του σπιν. «Αυτή είναι μια θεμελιώδης θεωρητική πρόβλεψη για υγρά γύρισμα που βλέπουμε σε μια σαφή και λεπτομερή τρόπο για πρώτη φορά.» Μπορεί να πάρει πολύ χρόνο για να μεταφράσει αυτό το «πολύ βασική έρευνα» σε πρακτικές εφαρμογές, λέει ο Λι. Το έργο θα μπορούσε ενδεχομένως να οδηγήσει σε εξελίξεις στην αποθήκευση δεδομένων ή επικοινωνιών, λέει – ίσως χρησιμοποιώντας ένα εξωτικό φαινόμενο που ονομάζεται κβαντική μεγάλου βεληνεκούς εμπλοκή, κατά την οποία δύο ευρέως διαχωρισμένα σωματίδια μπορούν να επηρεάσουν άμεσα τα κράτη του άλλου. Τα ευρήματα θα μπορούσαν επίσης να φέρουν την έρευνα σε υπεραγωγοί υψηλής θερμοκρασίας, και θα μπορούσε τελικά να οδηγήσει σε νέες εξελίξεις σε αυτόν τον τομέα, λέει. «Πρέπει να πάρετε μια πιο ολοκληρωμένη κατανόηση της μεγάλης εικόνας», λέει ο Λι. «Δεν υπάρχει καμία θεωρία που περιγράφει όλα όσα βλέπουμε.» Subir Sachdev, ένας καθηγητής της φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ, που δεν συνδέεται με το έργο αυτό, λέει ότι τα ευρήματα αυτά, τα οποία έχουν προβλεφθεί για δεκαετίες, «είναι πολύ σημαντική και ανοίξει ένα νέο κεφάλαιο στη μελέτη της κβαντικής εμπλοκής σε πολλά συστήματα του σώματος. «Η ανίχνευση αυτών των κρατών, λέει, ήταν ένα» εξαιρετικά δύσκολο έργο. Young Lee και η ομάδα του νίκησε έξοχα αυτές τις προκλήσεις σε ένα όμορφο πείραμα τους. » Εκτός από την Lee και Han, το έργο που πραγματοποιήθηκε από τον JS Helton του NIST, η έρευνα επιστήμονα Shaoyan Chu του Κέντρου του MIT για την Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών, ΜΙΤ καθηγητής χημείας Daniel Nocera, Jose Rodriguez-Rivera του NIST με το Πανεπιστήμιο του Maryland, και Colin Broholm του Πανεπιστημίου Johns Hopkins. Το έργο χρηματοδοτήθηκε από το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ και το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών.
 
Advertisements

Σχολιάστε »

Δεν υπάρχουν σχόλια.

RSS feed for comments on this post. TrackBack URI

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Blog στο WordPress.com.

Αρέσει σε %d bloggers: