Физики открыли полезное для квантового моделирования и зондирования явление

Физики обнаружили уникальную форму настраиваемых и сверхсильных спин-спиновых взаимодействий в ортоферритах в сильном магнитном поле. Открытие имеет значение для квантового моделирования и зондирования, 25 мая сообщает phys.

Исследование проведено под руководством Университета Райса. В данном случае оксид железа иттрия, помещенный в сильное магнитное поле, показал уникально настраиваемые сверхсильные взаимодействия между магнонами в кристалле.

Ортоферриты представляют собой кристаллы оксида железа с добавлением одного или нескольких редкоземельных элементов. Магноны — это квазичастицы, которые представляют собой коллективное возбуждение электронного спина в кристаллической решетке.

То, что одно связано с другим, является основой исследования, опубликованного в Nature Communications, где исследователи описывают необычную связь между двумя магнонами, в которой преобладает антирезонанс, благодаря которому оба магнона одновременно получают или теряют энергию. По словам физиков, обычно, когда два осциллятора резонансно соединяются, один получает энергию за счет другого, сохраняя общую энергию.

Но при антирезонансной (или встречно вращающейся) связи оба осциллятора могут одновременно набирать или терять энергию из-за взаимодействия с квантовым вакуумом, нулевым полем, существование которого предсказывает квантовая механика.

Макихара и соавторы Кенджи Хаясида из Университета Хоккайдо и физик Мотоаки Бамба из Университета Киото использовали это открытие, чтобы теоретически показать вероятность значительного квантового сжатия в основном состоянии связанной системы.

«Это связано с принципом неопределенности Гейзенберга, согласно которому набор переменных коррелирован, но, если вы попытаетесь точно измерить одну, вы потеряете информацию о другой. Если сжать одну, неопределенность в отношении другой возрастет», — пишут исследователи