MIT-მა აღმოაჩინა გრაფენის ზეგამტარები, რომლებიც მაგნიტურ ველებში ძლიერდებიან

MIT-ის მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ რომბოედრულ გრაფენს — გრაფიტის ატომურად თხელ ფენებს, რომლებიც დაწყობილია კონკრეტული ნიმუშით — შეუძლია უმასპინძლოს სულ მცირე ოთხ განსხვავებულ ზეგამტარ მდგომარეობას, რომელთაგან რამდენიმე ეწინააღმდეგება ჩვეულებრივ ფიზიკას მაგნიტური ველის არსებობისას გადარჩენით და გაძლიერებითაც კი. დასკვნები, რომლებიც 29 ივნისს გამოქვეყნდა Nature-ში, ავლენს იმას, რასაც გუნდი აღწერს როგორც "მაგნიტური ველით გაძლიერებული ზეგამტარების ახალ ოჯახს".news.mit+1

ზეგამტარობა, რომელიც ეწინააღმდეგება მაგნიტურ ველებს

მაგნიტური ველები ჩვეულებრივ ანადგურებენ ზეგამტარობას. ჩვეულებრივ ზეგამტარებში დაწყვილებულ ელექტრონებს აქვთ საპირისპირო სპინები, ხოლო გამოყენებული მაგნიტური ველი ამ სპინებს აშორებს ერთმანეთს და არღვევს წყვილებს. თუმცა, MIT-ის ფიზიკოსის ლონგ ჯუს ხელმძღვანელობით ჩატარებულ ექსპერიმენტებში, რომბოედრულ გრაფენში აღმოჩენილი ოთხი ზეგამტარი მდგომარეობიდან სამი შენარჩუნდა 9 ტესლამდე მაგნიტური ველის პირობებში — რაც დაახლოებით 180 000-ჯერ უფრო ძლიერია, ვიდრე დედამიწის მაგნიტური ველი.news.mit

კიდევ უფრო გასაოცარია ის, რომ როდესაც მკვლევარებმა გამოიყენეს პერპენდიკულარული მაგნიტური ველი გარკვეული ელექტრონული სიმკვრივის დროს, ზეგამტარობა არა მხოლოდ გადარჩა, არამედ გაძლიერდა. "ზეგამტარობა რეალურად ძლიერდება, ანუ გარდამავალი ტემპერატურა 55 მილიკელვინიდან სავარაუდოდ 90 მილიკელვინამდე იზრდება", – განმარტა ჯუმ. "ამავდროულად, მასალას შეუძლია გაუძლოს კიდევ 50 ან 60 პროცენტით მეტ დენს, სანამ ზეგამტარობა განადგურდება. და ეს ძალიან უჩვეულოა."news.mit

ელექტრონების დაწყვილების ახალი მექანიზმი

გუნდი ვარაუდობს, რომ რომბოედრულ გრაფენში, გარკვეული ელექტრონული სიმკვრივის დროს, ელექტრონები შეიძლება დაწყვილდნენ თანხვედრი და არა საპირისპირო სპინებით. ამ კონფიგურაციაში მაგნიტური ველი ორივე სპინს ერთი და იმავე მიმართულებით ქაჩავს, რაც ინარჩუნებს მათ თანხვედრას და ზეგამტარ ქცევას და არა არღვევს მას.news.mit

აღმოჩენა ეფუძნება ჯუს ჯგუფის წინა ნაშრომს, რომელმაც გასულ წელს გაავრცელა ინფორმაცია იმავე მასალაში "ქირალური ზეგამტარობის" პირველი დაკვირვების შესახებ — მდგომარეობა, რომელიც აერთიანებს ზეგამტარობას შინაგან მაგნეტიზმთან, რომელიც წარმოიქმნება ელექტრონების ორბიტალური მოძრაობით.news.mit+1

შედეგები არატრადიციული ზეგამტარობისთვის

შედეგები რომბოედრულ გრაფენს ამკვიდრებს როგორც პლატფორმას, რომელიც მასპინძლობს მრავალ არატრადიციულ ზეგამტარ მდგომარეობას ერთ მასალაში. მიუხედავად იმისა, რომ ჩართული ტემპერატურა რჩება პრაქტიკული ზღვრების ბევრად ქვემოთ — აბსოლუტური ნულიდან ათობით მილიკელვინით ზემოთ — დასკვნები ფიზიკოსებს სთავაზობს ახალ სისტემას ზეგამტარობის ეგზოტიკური ფორმებისა და სპინ-ტრიპლეტური დაწყვილების მექანიზმების შესასწავლად, რომლებიც დიდი ხანია თეორიულად იყო ცნობილი, მაგრამ იშვიათად შეიმჩნეოდა.nature+1