科学家们通过施加磁场来冻结自旋液体

“自旋液体”是一种非常独特的动态材料,它的每次自旋(电子携带的微小磁场)并没有固定在某个位置,产生明确定义的磁区。相反,自旋可以自由地改变方向。正因为如此,施加于自旋液体的外部磁场可能会产生即使在极端温度和压力下也无法产生的变化。

杰森·加德纳是美国能源部的科学家布鲁克海文国家实验室国家标准与技术研究所他已经能够通过施加磁场来冻结自旋液体。这种从液体到固体的转变(就像水到冰)让加德纳和他的同事揭示了自旋液体系统的一个不寻常的特性——这个特性可能是理解这种不寻常磁性状态的关键,以及如何利用它更好地理解超导性。

Gardner说:“一般的液体在低温下会结晶。“自旋液体也应该如此,但我正在研究的系统在接近绝对零度的温度下仍然是液体,这是可能的最冷温度。”

加德纳将在马里兰州巴尔的摩的美国物理社会的3月会议上讨论这项研究。他的谈话将于3月13日下午3:42,在巴尔的摩会议中心307室。

在几种磁性材料中发现旋转液体,包括高温超导材料,但是Gardner在表现出几何挫折的材欧洲杯足球竞彩料中研究这种异国情调的磁力状态。当材料的原子晶格的几何形状和材料内的磁相互作用不相容时,发生这种情况。在他最近的研究中,他检查了由元素铽(TB),钛(Ti)和氧气(O)组成的绝缘材料。缩写Tb2Ti2O7,该材料在极低的温度下保持旋转液态,但在极高的压力下(100,000次大气压)开始结晶,现在,作为Gardner和他的组在磁场下发现了。

“TB2TI2O7是令人沮丧的磁力的一些神秘,”加德纳说。“它仍然非常动态至17毫克 - 克尔文(绝对零是0个kelvin),但理论强调它应该在温度下冻结1000倍。完全理解这块磁铁将为其他动态系统带来新的洞察,不仅是旋转液体。“

加德纳的第二部分谈话将掌握“中子旋转回波技术”,这是令人沮丧的磁力研究的新研究领域。这种技术使用中子测量原子,分子和磁性旋转在非常短的时间尺度上的慢动作 - 像纳秒(十亿分之十八)甚至picoSeconds(二数量)。它通过测量与物质相互作用的中子的速度非常微妙的变化来工作。它已应用于生物学,化学和物理学中的问题,包括石油和水的相互作用以及如何将聚合物链振动。

“NIST中子研究中心的中子旋转回波设施在美洲是独一无二的,”加德纳说。“与橡树岭国家实验室的散发中子源的散发中子源的Georg Ehlers合作,我们一直在对沮丧的磁铁中的缓慢动态做出很大的工作。”加德纳和他的同事希望他们的研究会鼓励其他人使用这个设施。

这项研究由美国能源部科学办公室下属的基础能源科学办公室资助。欧洲杯线上买球

http://www.bnl.gov

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