Дослідники з Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech) здійснили експериментальну демонстрацію ефекту Баркгаузена у квантовому матеріалі, запустивши магнітну лавину з використанням квантового тунелювання. Нове дослідження було опубліковано у відомому журналі PNAS.
Ефект Баркгаузена визначає явище невеликих груп магнітів, що обертаються. Крістофер Саймон, співавтор дослідження, зазначає, що для експерименту вчені охолодили кристали фториду літію, гольмію та ітрію до близької до абсолютного нуля температури. Навколо кристала встановили котушку, яка створює магнітне поле.
Проведений аналіз показав короткі сплески напруги, викликані обертанням електронів групами та зміною їх магнітної орієнтації. Ефект Баркгаузена, послідовність стрибків напруги, був спостережений у момент, коли спинові групи електронів по черзі змінювали свою орієнтацію.
Феромагнітні матеріали складаються з атомів з електронними спинами, які поводяться як маленькі магніти. Зазвичай їх орієнтації збігаються всередині однієї області матеріалу, але різняться між областями. Під впливом магнітного поля орієнтації цих магнітів синхронізуються і матеріал стає повністю намагніченим.
Процес вирівнювання не відбувається миттєво. Під дією магнітного поля "домени" – різні області матеріалу – взаємодіють між собою, викликаючи поступове поширення змін, подібне до лавини. Цей ефект у феромагнетиках було відкрито у 1919 році Генріхом Баркгаузеном.
Традиційно ці магнітні зміни пояснюються за допомогою термічної активації: частки одержують достатньо енергії для подолання енергетичного бар'єра та поширення змін. Однак нове дослідження показує, що ці зміни можуть відбуватися з використанням квантового тунелювання.
Деніел Силевич, професор фізики в Каліфорнійському технологічному інституті, зазначає, що класично кожна міні-лавина відбувається автономно, але дослідження виявило, що з використанням квантового тунелювання дві лавини можуть синхронізуватися. Це відбувається завдяки взаємодії двох великих ансамблів електронів, що призводить до спільного поширення змін та є несподіваним результатом.
Раніше ми писали, що фізики зробили несподіване відкриття щодо часу.
Нагадаємо, що вчені з'ясували місцезнаходження Дев'ятої планети.