Segul sem verður fyrir leysigeislun brýtur eðlisfræðireglu

Vísindamenn við Oak Ridge National Laboratory (ORNL) skutu hröðum leysipúlsum á segulmagnað efni og fylgdust með því með nifteindum. Efnið braut grundvallarreglu eðlisfræðinnar sem kallast ítarlegt jafnvægi og hélst í því ástandi í stað þess að leita fljótt aftur í fyrra horf, að því er rannsóknarstofan tilkynnti 9. nóvember. Rannsakendur segja að merkið sem varir lengi gæti nýst í skammtatækni sem notar segulörvun til að flytja og geyma upplýsingar.ornl.gov

Niðurstöðurnar birtust í Nature Communications. Skráning í gagnagrunni ORNL sýnir að greinin var birt í apríl 2026, en höfundar eru Chengyun Hua, Barry Winn, Colin Sarkis, Gabriele Sala, Takeshi Egami og Alan Tennant.ornl.gov

Ósamhverft merki sem entist

Rannsóknarteymið rannsakaði magnóna. Þetta eru kvasieindir, bylgjulíkar sveiflur í segulröð efnis sem geta flutt upplýsingar, samkvæmt tilkynningu ORNL. Þegar kerfi er í hvíld tengir ítarlegt jafnvægi orkuaukandi og orkutapandi atburði saman á fyrirsjáanlegan hátt. Undir áhrifum leysipúlsanna rofnaði sú tenging og nifteindagögnin sýndu auka merki á aðeins annarri hliðinni.newswise.com

Umframeindunum hvarf ekki. Það útilokaði einfalda hitun og benti til "stöðugs ójafnvægisástands sem viðhelst með reglubundnum leysipúlsum," sagði rannsóknarstofan. Í útdrætti greinarinnar segir að efnið hafi verið tvívítt Heisenberg-segulmagn með ferhyrndu grindarmynstri. Þar er einnig haldið fram að brotið endurspegli skammtafræðilegt eðli gangverks kerfisins, samkvæmt samantekt ORNL.ornl.gov+1

"Enginn hefur áður rannsakað brot á ítarlegu jafnvægi beint í þéttum efnum," sagði Hua í fréttatilkynningu ORNL. "Fræðilega séð er rökrétt að þetta geti gerst, en það var magnað að sjá það í tilraunastofunni."newswise.com

Smíði á dælu- og rannsóknargeisla

Nifteindadreifing rannsakar venjulega efni í jafnvægi. Teymið þurfti að aðlaga Spallation Neutron Source hjá ORNL til að virka á meðan sýni var undir virkri örvun. Fyrri tæknigrein hópsins lýsir uppsetningunni á HYSPEC-rófsmælinum. Hún notar nanósekúndna leysipúls sem er tímasettur við nifteindapúlsana, ásamt Rb2MnF4, sem er skammtasegull þar sem magnónar nálægt miðju svæðisins geta í kenningunni varað í allt að millisekúndur.ar5iv.labs.arxiv.org

"Vegna þess að við vorum að prófa nýja nálgun þurftu vélfræðingar, öryggisfulltrúar, vélbúnaðar- og hugbúnaðarverkfræðingar og rannsóknarteymið öll að hugsa út fyrir kassann til að láta þetta verkefni ganga," sagði Hua, samkvæmt rannsóknarstofunni. Verkefnið hófst með styrk frá ORNL. Orkumálaráðuneytið og Quantum Science Center styrktu síðari vinnuna.ornl.gov

Hvað gerist næst

ORNL segir að kerfið gefi rannsakendum leið til að rannsaka aðra skammtafræði ójafnvægis í rauntíma. Sú vinna gæti nýst við rannsóknir á samfelldum flutningi, minnistækjum og rafeindatækni með litlu tapi, sagði rannsóknarstofan. Höfundarnir skrifa að tækni þeirra gæti verið yfirfærð á einvíðar spinkeðjur og staðfræðileg spinkerfi, "þar sem áhrif ójafnvægis eru útbreidd og rík af uppgötvunarmöguleikum," samkvæmt útdrætti greinarinnar.ornl.gov+1