Спиновую сверхтекучесть получили при комнатной температуре

Российские физики получили спиновую сверхтекучесть при комнатной температуре. Для этого на пленках иттриевого феррит-граната они реализовали бозе-эйнштейновскую конденсацию магнонов, которая и сопровождается этим явлением. Результаты исследования отправлены для публикации в Nature Physics, препринт статьи можно прочитать на arXiv.org. Исследование выполнено в рамках гранта Российского научного фонда (РНФ).

Сверхтекучесть — это способность вещества протекать через узкие щели и капилляры без трения. Как правило, это явление проявляется при очень низких температурах. Открыто оно было для изотопа гелия ⁴He при температуре 1 К, позже оно же было открыто в изотопе гелия ³He при температуре 0,003 К. Также сверхтекучесть открыли и в других системах, в частности в разреженных атомных бозе-эйнштейновских конденсатах (агрегатное состояние вещества, основу которого составляют охлажденные до сверхнизких температур бозоны). Спиновой, или магнитной, сверхтекучестью ученые называют явление, при котором без трения переносится уже намагниченность, тоже при близких к абсолютному нулю.

«Сверхтекучесть и сверхпроводимость при комнатной температуре до сих пор никому обнаружить не удалось, а вот спиновую сверхтекучесть при комнатной температуре мы обнаружили в пленках иттриевого феррит-граната, — рассказывает один из авторов исследования, профессор Казанского федерального университета Юрий Буньков. — Его свойства очень похожи на свойства сверхтекучего ₃He».

Чтобы создать спиновую сверхтекучесть, физики использовали пленки иттриевого феррит-граната — материала, который сейчас часто используется для приборов магнитной электроники. На этих пленках ученые при комнатной температуре создали бозе-конденсацию магнонов (квазичастиц, носителей магнетизма), то есть увеличили их плотность до того уровня, при котором они образуют когерентное состояние. «Очень важным моментом в нашем открытии является то, что бозе-конденсацию магнонов удалось получить для стоячих спиновых волн. Для бегущих спиновых волн она была получена ранее, но использовать ее крайне тяжело, так как она не взаимодействует с магнитным полем», — отмечает Юрий Буньков.

С открытием спиновой сверхтекучести при комнатной температуре магноника превратится в «супермагнонику», считает Буньков. Приборы на «магнонных» компонентах станут более миниатюрными и чувствительными. Кроме того, это явление можно будет использовать при создании квантового компьютера. В то же время появится возможность существенно уменьшить энергопотребление обычных компьютеров и суперкомпьютеров.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.