Физики Массачусетского технологического института экспериментально показали возможность существования веществ в состоянии квантовой спиновой жидкости. Работа ученых опубликована в журнале Nature, краткое ее содержание можно прочитать на сайте института.
Магнитное состояние материала определяется ориентацией магнитных моментов его электронов. Если ориентация у разных молекул в веществе локально совпадает, оно обладает магнитным моментом. Такие вещества называются ферромагнетиками. Если отдельные магнитные моменты ориентированы в противоположные стороны, их действие взаимно компенсируется. Такие вещества называют антиферромагнетиками.
В конце прошлого века было предсказано существование веществ, у которых ориентация магнитных моментов постоянно меняется. Такие вещества, хотя и являются твердыми, с точки зрения магнитных свойств ведут себя как жидкости, отсюда их общее название - квантовая спиновая жидкость (QSL).
Авторам удалось впервые доказать существование таких веществ, получив монокристалл минерала гербрертсмитита и подвергнув его облучению нейтронами. В ходе исследования ученым удалось не только показать, что материал ведет себя так, как предсказывает теоретическая модель, но и подтвердить одну из спорных моделей поведения спинов.
Открытие квантовых спиновых жидкостей имеет важное значение для изучения высокотемпературной сверхпроводимости и квантового запутывания в твердых веществах.