Физичарите добија нова состојба на материјата

Германски и полски физичари искористиле квазичестики од магнон за да формираат нова состојба на материјата наречена просторно-временски кристал и проучувале како во оваа состојба делува во интеракција со другите квазичестички, а резултатите од нивното истражување се објавени во научното списание Physical Review Letters.

Истражувачите од областа на спинтрониката се обидуваат да ги користат својствата на електронските врежи на материјалите за развој на нови енергетски ефикасни информатички технологии, во коишто за кодирање и пренесување на податоците се користат магнони, квазичестички кои одговарат на колективното возбудување на електронските спинови.

Германско-полската научна група под водство на Јоахим Грефе од Институтот за интелигентни системи „Макс Планк“, откриле дека кога ќе се кондензираат брановите на центрифугирање на електроните, тие формираат нова егзотична состојба на материјата којашто има образец на повторување и во просторот и во времето.

Исто како што кај обичните кристали се нарушува симетријата на просторот, просторно-временскиот кристал е физички систем којшто се менува, во кој симетријата се продвижува, вклучително и во поглед на времето

Ваквите структури, наречени о-временски кристаи, или темпорални (временски) кристали, првпат се добиени експериментално во 2017 година врз основа на нерамнотежени (неквалибриумски) системи, во кои симетријата била нарушена со ласерско или микробраново зрачење. Во 2019 година беше предложен физички модел на квантниот временски кристал заснован на системот на (кубити) квибити со нелокални интерекции со многу честички.

Грефе и неговите колеги создале свој просторно-временски кристал со примена на радиофреквентно поле на микрометарска лента од легура на никел и железо при собна температура. Полето ги возбудило магноните кои формирале динамички просторен образец. Авторите на студијата тоа го споредуваат со распоредот на топчињата на билјарска маса во случај кога топчињата повеќепати се враќаат во првобитна заедничка состојба по разбивањето.

Истражувачите го проучувале добиениот просторно-временски кристал и неговата интеракција со другите магнони користејќи рентгенски микроскопи. Кога другите квазичестички биле насочени кон кристалот, тие се распоредувале на ист начин како и во самиот кристал. Овој процес на расејување произведувал ултракратки магнони, чиишто прецизни бранови должини можело да се подесат со промена на параметрите во реадиофреквентното поле.

Истражувачите наведуваат дека можноста за лесно реконфигурирање на просторно-временскиот кристал во комбинација со неговото работење на собна температура го прави уредот соодветена платформа за информатичка технологија базирана на магнони.