เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง ของเหลวสปินควอนตัม (QSLs) – วัสดุที่ไม่แสดงลำดับแม่เหล็ก แม้ในอุณหภูมิต่ำสุด – ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นเตียงทดสอบที่สำคัญสำหรับฟิสิกส์ของสสารควบแน่น ปฏิกิริยาระหว่างอิเล็กตรอนกับอิเล็กตรอนที่มีลักษณะเฉพาะของพวกมันมีบทบาทสำคัญในตัวนำยิ่งยวด “แหกคอก” ที่อุณหภูมิสูง และ QSL เองก็มีการใช้งานที่มีแนวโน้มดีในเทคโนโลยีสารสนเทศและการคำนวณควอนตัม
มีเพียงปัญหาเดียว: เป็นการยากมากที่จะพิสูจน์ว่า
วัสดุดังกล่าวมีอยู่จริง และการวิจัยใหม่โดยนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยสตุตการ์ต ประเทศเยอรมนี ได้สร้างความสงสัยให้กับหนึ่งในผู้สมัครที่มีแนวโน้มมากกว่า นักวิจัยได้ศึกษาพฤติกรรมของการหมุนอิเล็กตรอนไปตามทิศทางต่างๆ ในผลึกที่อุณหภูมิที่เย็นจัดโดยใช้เทคนิคสเปกโตรสโกปีอิเล็กตรอนแบบบรอดแบนด์ ผลลัพธ์ของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าลายเซ็นที่สำคัญ สเปกตรัมที่ปราศจากช่องว่างของการกระตุ้นการหมุนของอิเล็กตรอน ไม่มีอยู่ในวัสดุที่ก่อนหน้านี้ถือว่ามีความเป็นไปได้สูงที่จะเป็น QSL
พฤติกรรมที่คาดการณ์นักฟิสิกส์ผู้ล่วงลับและผู้ได้รับรางวัลโนเบล Philip W Anderson เสนอการมีอยู่ของ QSL ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 ในขณะที่ศึกษาสถานะพื้นดินของสปินที่มีปฏิสัมพันธ์ต่อต้านสนามแม่เหล็ก (โมเมนต์แม่เหล็ก) ในตะแกรงคริสตัลรูปสามเหลี่ยม ในเรขาคณิตนี้ สปินที่อยู่ใกล้เคียงสองอันสามารถจัดแนวในทิศทางตรงกันข้าม แต่อันที่สามจะขนานกับหนึ่งในนั้นเสมอและไม่ใช่อีกอัน – ไม่ว่าสปินจะหันไปทางใด
สถานการณ์นี้เรียกว่า “ความคับข้องใจทางเรขาคณิต” หมายความว่าหนึ่งในสามสปินจะต้องไม่มีการจับคู่ และสร้างข้อบกพร่องในโครงตาข่าย นอกจากนี้ยังบอกเป็นนัยด้วยว่าวัสดุที่มีโครงสร้างนี้ควรจะมีพฤติกรรมแตกต่างไปจากแม่เหล็กต้านเฟอโรแมกเนติกทั่วไปที่หมุนชี้ “ขึ้น” และ “ลง” สลับกัน
กลศาสตร์ควอนตัมแก้ปัญหานี้ ที่น่าหงุดหงิดโดยบอกว่า
การวางแนวของสปินไม่เข้มงวด ในทางกลับกัน สปินจะเปลี่ยนทิศทางอย่างต่อเนื่องในลักษณะที่เหมือนของไหล ทำให้เกิดสปินอัพและสปินดาวน์ที่พันกันยุ่งเหยิง ด้วยพฤติกรรมนี้ วัสดุที่มีโครงสร้างนี้จะยังคงอยู่ในสถานะของเหลวแม้ที่อุณหภูมิใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ ซึ่งวัสดุส่วนใหญ่จะแข็งตัวเป็นของแข็ง ผลที่ตามมาอีกประการหนึ่งคือการกระตุ้นการหมุนอย่างอิสระหรือ spinons ถือได้ว่าเป็นแอนะล็อก (ไม่มีประจุ) กับอิเล็กตรอนในโลหะ
ผู้สมัครที่มีแนวโน้ม
จนถึงขณะนี้ มีเพียงไม่กี่วัสดุจริงที่ได้รับการเสนอชื่อเข้าชิงเพื่อให้เป็นไปตามเกณฑ์ของแอนเดอร์สัน ตัวอย่างที่น่าสนใจอย่างหนึ่งคือเกลือถ่ายเทประจุอินทรีย์ที่ซับซ้อนซึ่งมีสูตรทางเคมี k-(BEDT-TTF) 2 Cu 2 (CN ) 3 อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติของสภาพพื้นดินนั้นน่าสงสัย และเทคนิคขั้นสูงหลายอย่าง รวมถึงวิธีการวัดแรงบิดแม่เหล็ก การหมุนของมิวออน (mSR) การขนส่งความร้อน ความร้อนจำเพาะ และคลื่นสนามแม่เหล็กนิวเคลียร์ (NMR) ได้ให้ข้อสรุปที่ขัดแย้งกัน
ตามคำกล่าวของMartin Dresselผู้นำการศึกษาใหม่ ความสับสนเกิดขึ้นเนื่องจากการวัดคุณสมบัติของการหมุนของอิเล็กตรอนที่อุณหภูมิต่ำมากเป็นเรื่องยากมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งตามทิศทางของผลึกที่ต่างกันและในสนามแม่เหล็กที่แปรผันได้ เทคนิคบรอดแบนด์ ESR Spectroscopy ใหม่ที่เขาและเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาขึ้นทำให้การวัดดังกล่าวเป็นไปได้ เนื่องจากมีความไวต่อโมเมนต์แม่เหล็กที่ไม่คู่กันใดๆ
Dressel อธิบายต่อไปว่าการหมุนของอะตอมหรือโมเลกุล
แต่ละตัวมีทิศทางที่ต้องการในสนามแม่เหล็กภายนอก เมื่อทีมของเขาใช้สนามไฟฟ้าไมโครเวฟที่เปลี่ยนแปลงตามเวลากับวัสดุที่ทำการศึกษา ไมโครเวฟจะทำให้การหมุนหมุน การหมุนนี้ทำให้เกิดการสั่นพ้องด้วยความถี่และคุณภาพที่ให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับคุณสมบัติในท้องถิ่นของการหมุน
ช่องว่างการหมุนโผล่ออกมาเมื่อนักฟิสิกส์ทดสอบเทคนิคของพวกเขากับตัวอย่างของ k-(BEDT-TTF) 2 Cu 2 (CN) 3พวกเขาพบว่าที่ 6 K สปินของวัสดุไม่จัดเรียงตัวเองในรูปแบบขึ้น-ลงของสารต้านแม่เหล็กทั่วไป – แต่ไม่ก่อให้เกิดสถานะไดนามิกที่คล้ายกับของเหลว การหมุนคู่มีพลังงานต่างกัน ทำให้เกิด “ช่องว่าง” ในสเปกตรัมของการกระตุ้นการหมุน ช่องว่างนี้หมายความว่า k-(BEDT-TTF) 2 Cu 2 (CN) 3 อาจไม่ใช่ QSL หลังจากทั้งหมด Dressel กล่าว
ผลลัพธ์ใหม่นี้สอดคล้องกับการวัดค่าการนำความร้อนล่าสุดซึ่งระบุช่องว่างการหมุนที่คล้ายกันในตัวเลือก QSL อื่น b′-EtMe 3 Sb [ Pd(dmit) 2 ] 2 Andrej ผู้ร่วมวิจัยกล่าวว่า ” คาดว่าผลกระทบจากการหมุนรอบที่ใหญ่กว่านั้นคาดว่าจะเกิดขึ้นสำหรับผู้สมัคร QSL ที่เป็นอนินทรีย์ herbertsmithite, ZnCu 3 (OH) 6 Cl 2ซึ่งอะตอม Cu และ Zn 5-10% สุ่มเปลี่ยนตำแหน่งในตาข่ายคริสตัล” Pustogowซึ่งปัจจุบันอยู่ที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเวียนนา ประเทศออสเตรียของเหลวหมุนควอนตัมกลายเป็นตัวนำยิ่งยวดภายใต้แรงกดดัน
ตามที่นักวิจัยซึ่งนำเสนอผลงานของพวกเขาในScienceข้อบกพร่องดังกล่าวอาจพิสูจน์ได้ว่ามีความสำคัญต่อคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่อุณหภูมิต่ำของระบบสปินควอนตัมทั้งหมดที่ไม่มีลำดับแม่เหล็ก อันที่จริง ขณะนี้มีผู้สมัคร QSL เพียงไม่กี่รายที่ไม่มีการพิสูจน์ช่องว่างการหมุนโดยปราศจากข้อสงสัยใดๆ พวกเขาอธิบาย พวกเขาเขียนสเปกโทรสโกปี ESR อุณหภูมิต่ำบรอดแบนด์ที่พวกเขาพัฒนาขึ้น “ให้เครื่องมืออเนกประสงค์เพื่อจัดการกับปัญหาเหล่านี้และปัญหาที่เกี่ยวข้อง”
“ไม่มีปืนทดลองสูบบุหรี่”
Pustogow เตือนว่าผลลัพธ์ของพวกเขาไม่ได้หมายความว่าการหมุนในวัสดุที่ไม่ใช่ QSL เหล่านี้ไม่สามารถใช้ในการถ่ายโอนหรือจัดเก็บข้อมูลได้ เขายังกล่าวอีกว่าอาจมีวัสดุอื่นที่สามารถทำให้เกิด QSL ที่แท้จริงได้ “ในสิ่งเหล่านี้ เราจะต้องคิดถึงการระงับผลกระทบที่ไม่ต้องการของการมีเพศสัมพันธ์แบบสปิน-แลตทิซ (ซึ่งสปินคู่ก่อตัวและการบิดเบือนของโครงข่าย) ที่ทำให้การเคลื่อนที่ของการกระตุ้นการหมุนเป็นไปไม่ได้” เขากล่าวกับPhysics World
Qingming ZhangจากChinese Academy of Sciences ในกรุงปักกิ่งซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในงานนี้ หวังว่าเทคนิคใหม่นี้จะสามารถนำมาใช้ในการศึกษาผู้สมัคร QSL คนอื่นๆ ได้ “การทดสอบหลายขั้นตอนสำหรับ QSLs นั้นเป็นแนวทางปฏิบัติทั่วไปและมีความสำคัญพื้นฐาน เนื่องจากตอนนี้ไม่มีปืนสูบบุหรี่ทดลองสำหรับ QSL” เขากล่าว เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง
