Физики зафиксировали уникальное квантовое состояние, в котором металл демонстрирует свойства одномерного магнетизма. Открытие подтверждает давнюю теоретическую гипотезу и открывает новые возможности для развития квантовых технологий.
Впервые исследователям удалось экспериментально доказать существование материала, сочетающего металлическую проводимость с квантовым магнетизмом. Команда ученых из Университета Британской Колумбии изучила соединение Ti₄MnBi₂ и обнаружила, что оно содержит спиновые цепочки — одномерные структуры, в которых магнитные моменты (спины) взаимодействуют в строго определённой последовательности.
До недавнего времени такое поведение было известно лишь в изоляторах, тогда как в проводящих материалах оно оставалось чисто теоретическим. Применяя методы нейтронного рассеяния и численного моделирования, исследователи подтвердили, что взаимодействия между спинами в Ti₄MnBi₂ носят «фрустрированный» характер. Это означает, что спины не могут выстроиться в упорядоченную структуру и вместо этого формируют экзотические квантовые фазы при крайне низких температурах.
«Это первый подтвержденный случай, когда магнетизм и проводимость в таком материале не просто сосуществуют, а тесно связаны между собой»
– Мейган Аронсон, профессор Университета Британской Колумбии
Уникальные свойства этого материала, по мнению ученых, могут стать основой для создания новых квантовых устройств, включая энергоэффективные элементы памяти и компоненты квантовых компьютеров. Работа опубликована в журнале Nature Materials и уже вызвала интерес среди специалистов по квантовым системам.
Источник: Nature Materials.
