В ORNL лазерами и нейтронами обнаружили долгоживущее неравновесное состояние магнонов в магните
Лазерные импульсы вывели магнитный материал из равновесия, а рассеяние нейтронов на Spallation Neutron Source показало нарушение детального баланса и устойчивость состояния.
Исследователи Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL) Министерства энергетики США и их коллеги с помощью лазеров и нейтронов зафиксировали долгоживущее квантовое состояние в магнитном материале, сообщает newswise.com. newswise.com
newswise.comnewswise.comОткрыть источник ↗ Работа опубликована в Nature Communications и описывает способ изучать материалы, выведенные далеко из равновесия. В эксперименте быстрые лазерные импульсы сочетались с источником Spallation Neutron Source в ORNL, пользовательским центром Управления науки Министерства энергетики.
Команда изучала магноны — квантовые квазичастицы, волновые возбуждения которых определяют магнитное поведение материалов. Магноны могут переносить информацию, а квантовые магниты способны обеспечивать долгое время жизни и память при передаче данных.
Нарушение детального баланса
Лазерные импульсы выводили материал из обычного состояния покоя, а рассеяние нейтронов позволяло увидеть микроскопические детали магнитного поведения внутри него. Как указано в сообщении, такое сочетание обычно не применяют в неравновесных исследованиях.
Измерения показали, что материал нарушает правило детального баланса. В системе в покое это правило предсказуемо связывает события с набором и потерей энергии. Под действием лазерных импульсов баланс нарушился, а нейтронные данные показали дополнительные сигналы только с одной стороны. newswise.com
newswise.comnewswise.comОткрыть источник ↗ По словам Чэнюня Хуа (Chengyun Hua) из ORNL, прежде никто напрямую не наблюдал нарушение детального баланса в конденсированной среде.
Устойчивое стационарное состояние
Неравновесное состояние не исчезло быстро. Односторонний избыток магнонов сохранялся, что, по мнению исследователей, указывает не на кратковременный нагрев, а на долгоживущее неравновесное стационарное состояние, поддерживаемое периодическими лазерными импульсами.
Авторы считают, что система может служить платформой для изучения других неравновесных квантовых явлений в реальном времени. Исследование они называют новым ориентиром для того, что способно показать рассеяние нейтронов в материалах, которые наблюдают под внешним воздействием, а не в покое. Подход первыми предложили Хуа, Барри Уинн (Barry Winn) и Алан Теннант (Alan Tennant); он отражает многолетнюю работу ORNL по созданию специализированной инфраструктуры для таких измерений.
Для исследователей ORNL результат закладывает экспериментальную основу для понимания новых квантовых материалов и для изучения того, как их в перспективе можно исследовать на квантовых компьютерах и применять в будущих информационных технологиях. newswise.com
newswise.comnewswise.comОткрыть источник ↗
