Науковці-фізики з Університету Буффало запропонували теоретичну модель квантового датчика, призначеного для детектування альтермагнетиків — нового типу магнітних субстанцій. Про це повідомляє видання Quantum Insider.
Дослідження опубліковано в журналі Physical Review Letters. Йдеться не про новий вид магнетизму, а про методику реєстрації альтермагнітного порядку. Наразі концепція існує лише в теорії, очікуючи експериментального підтвердження.
Запропоновано використовувати алмаз із дефектом nitrogen-vacancy (NV-центр), який складається з атома азоту та сусідньої вакансії в кристалічній решітці. Такий дефект є чутливим до локальних магнітних полів. Його розміщують поблизу передбачуваного альтермагнетика, змінюють орієнтацію спіну в різних напрямках і фіксують швидкість релаксації. Якщо релаксація проявляється як анізотропна, це може свідчити про складний магнітний порядок, характерний для альтермагнетиків.
Автори дослідження акцентують на менш інвазивному підході. Сучасні методи часто надмірно впливають на матеріал, ускладнюючи відокремлення властивих йому характеристик від ефектів, спричинених вимірюванням.
Відповідальним автором роботи є доцент кафедри фізики Університету Буффало Джамір Маріно. Серед співавторів — Лібор Шмейкал та Хайро Сінова з Університету Йоганна Гутенберга в Майнці, яких в університеті визнають як першовідкривачів концепції альтермагнетиків. У дослідженні також брали участь Хосейн Хосейнабаді та V.A.S.V. Bittencourt.
Зростаючий інтерес до альтермагнетиків зумовлений їхнім потенціалом для використання в електроніці. Ці матеріали поєднують відсутність сумарної намагніченості, як у антиферомагнетиків, з електронними властивостями феромагнетиків. Це відкриває перспективи для швидшої та енергоефективнішої передачі інформації.
Ознаки альтермагнетизму вже були виявлені в декількох матеріалах. Теоретичні обчислення вказують на існування понад 200 потенційних сполук, що стимулює потребу в точних методах їхньої ідентифікації.
Ключовим результатом проведеної роботи є розробка протоколу вимірювань, який може стати основою для майбутніх експериментів з виявлення та підтвердження альтермагнітного порядку.
Варто нагадати, що у травні компанії Quantinuum та BP розпочали спільний проєкт, спрямований на застосування квантових обчислень для підповерхневого дослідження та картування геологічних структур.