Ученые получили новое экзотическое состояние вещества

Ученые из Германии и Польши под руководством Иоахима Грефе из Института интеллектуальных систем Макса Планка обнаружили, что, когда электронные спиновые волны конденсируются, они образуют новое экзотическое состояние вещества, которое обладает повторяющимся рисунком как в пространстве, так и во времени.

Так называемое новое состояние материи или пространственно-временной кристалл удалось получить польским и немецким ученым.

Физики использовали квазичастицы магноны для формирования нового состояния материи, так называемого пространственно-временным кристаллом, и изучили, как в этом состоянии вещество взаимодействует с другими квазичастицами, - говорится в публикации журнала Physical Review Letters об итогах исследования.

Ученые в области спинтроники стремятся использовать свойства электронных спинов материалов для разработки новых, энергоэффективных информационных технологий, в которых для кодирования и передачи данных используют магноны — квазичастицы, соответствующие коллективному возбуждению спинов электронов.

Как в обычных кристаллах нарушается симметрия пространства, так и пространственно-временной кристалл представляет собой изменяющуюся физическую систему, в которой симметрия сдвинута в том числе относительно времени.

Эти структуры, которые назвали кристаллами пространства-времени, или темпоральными кристаллами, впервые получили экспериментально в 2017 году на основе неравновесных систем, симметрию в которых нарушали с помощью лазерного или микроволнового излучений. В 2019 году была предложена физическая модель квантового кристалла времени на основе системы кубитов с многочастичными нелокальными взаимодействиями.

Ученые создали свой пространственно-временной кристалл, применив радиочастотное поле к микрометровой полоске из сплава никеля и железа при комнатной температуре. Поле возбуждало магноны, которые образовывали динамический пространственный паттерн. Исследователи сравнивают его с расположением шаров на бильярдном столе в случае, если бы бильярдные шары неоднократно возвращались в исходное коллективное состояние после рассеивания.

Физики изучили полученный кристалл пространства-времени и его взаимодействие с другими магнонами с помощью рентгеновской микроскопии. Когда на кристалл направляли другие квазичастицы, они распределялись также, как в самом кристалле. Этот процесс рассеяния производил ультракороткие магноны, точные длины волн которых можно было настраивать, изменяя параметры радиочастотного поля.

Ученые утверждают, что возможность легко реконфигурировать пространственно-временной кристалл в сочетании с его работой при комнатной температуре делает устройство подходящей платформой для информационных технологий на основе магнонов, - передает РИА Новости.