15:57 2024-02-07
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Efectul Hall descoperă simetria ascunsă în spin-gheață
_ Efectul Hall descoperă ascunse simetrie în spin-gheață
Fizicienii de la Universitatea din Augsburg au reușit să distingă ordinele chirale cu magnetizare similară, dar cu sens opus de rotație prin măsurători electrice la temperaturi scăzute. Acest lucru este relevant pentru cercetarea fundamentală privind magneții complecși și posibilele aplicații pentru stocarea datelor magnetice. Rezultatele au fost publicate în Nature Physics.
Curenții electrici și forțele magnetice sunt direct legate între ele: cablurile purtătoare de curent creează un câmp magnetic circular și invers, un câmp magnetic deviază particulele încărcate electric perpendicular pe curent și spre direcția câmpului. Acest din urmă fenomen este numit „efectul Hall” în onoarea inventatorului său Edwin Hall.
Efectul Hall este folosit pentru a sonda proprietățile electrice și magnetice ale metalelor. „Efectul Hall normal” ne permite să determinăm concentrația purtătorilor de încărcător și mobilitatea acestora, în timp ce o contribuție suplimentară etichetată „efect Hall anormal” apare în magneți.
La Institutul de Fizică de la Universitatea din Augsburg, s-a descoperit acum că efectul Hall anormal ar putea dezvălui o simetrie ascunsă. „În ciuda unei magnetizări egale, două stări arată semnale Hall anormale distincte, o observație surprinzătoare și izbitoare”, explică Philipp Gegenwart, profesor de fizică experimentală.
Investigațiile au fost făcute cu metalul magnetic HoAgGe, care are proprietăți magnetice speciale care au fost descoperite în urmă cu patru ani de echipa Prof. Gegenwart. Materialul prezintă o configurație triunghiulară de spini de electroni atomici ai atomilor de holmiu.
Deoarece este imposibil să se realizeze simultan toate interacțiunile perechi pe fiecare triunghi, apare o stare frustrată magnetic. Prezintă mai multe configurații degenerate energetic per triunghi și se numește Kagome spin ice. Învârtirile sunt situate la marginile triunghiurilor împărțite în colț, care seamănă cu coșurile japoneze „Kagome” împletite. Reguli similare care se aplică gheții de apă determină configurațiile posibile ale momentelor magnetice.
Spre deosebire de magneții obișnuiți, momentele magnetice din gheața de rotație Kagome nu sunt aliniate de-a lungul unei direcții, ci se supun mai degrabă unui model chiral complex, care este, cu un sens diferit de rotație. Ele sunt create într-un câmp magnetic aplicat la temperaturi scăzute și prezintă platouri de magnetizare fracționată la valori de 1/3 și 2/3. Figura de mai sus prezintă două dintre aceste modele cu energie similară și 1/3 din magnetizarea de saturație fiecare.
Studiul grupului de cercetare de la Universitatea din Augsburg a investigat și analizat sistematic efectul Hall anormal la temperaturi scăzute. . În mod surprinzător, au fost găsite valori diferite ale efectului Hall anormal pentru cele două modele de magnetizare de 1/3, vizibile ca curbe roșii și negre în graficul din figura de mai sus.
Modelarea datelor a relevat o unică subiacentă. simetrie ascunsă: Combinația dintre o rotație de 180° și o inversare a distorsiunii este necesară pentru a transforma un model în celălalt. Electronii de conducție care împrăștie cele două modele diferite duc la curburi diferite ale fazei funcțiilor lor de undă, iar acest lucru duce la o diferență în efectul Hall anormal, în ciuda unei energii și magnetizări similare a celor două modele diferite.
În general, această observație indică un nou potențial pentru măsurători ale efectului Hall anormal în metalele frustrate magnetic și pentru descoperirea simetriei și stărilor ascunse prin măsurători electrice. „Acest lucru poate fi interesant și în ceea ce privește stocarea permanentă a datelor magnetice la cea mai mică scară atomică”, spune Gegenwart. Cu toate acestea, acest lucru necesită adresarea locală și comutarea selectivă a sensului de rotație a acestor modele.
Comentarii:
Adauga Comentariu