Kvantti spin neste

Tiiviin aineen fysiikka, kvantti spin neste on tila, joka voidaan saavuttaa järjestelmän vuorovaikutuksessa kvantti pyörii. Valtio kutsutaan "nestettä", koska se on huonokuntoinen valtio verrattuna ferromagneettisen spin valtio, paljon tapa nestemäistä vettä on sekainen tilassa verrattuna kiteistä jäätä. Kuitenkin, toisin kuin muut sekainen valtioita, kvantti spin nestemäisessä olomuodossa säilyttää sen häiriö erittäin alhaisissa lämpötiloissa.

Kvantti spin nestemäisessä olomuodossa ehdotti ensimmäisenä fyysikko Phil Anderson vuonna 1973 perustila varten järjestelmä pyörii kolmion ristikko, joka vuorovaikutuksessa naapurit kautta ns antimagneettinen vuorovaikutus. Kvantti spin nesteitä syntyy edelleen kiinnostusta, kun vuonna 1987 Anderson ehdotti teoria, joka on kuvattu korkean lämpötilan suprajohtavuus kannalta sekainen spin-nestemäisessä olomuodossa. Kvantti spin nestemäisessä tilassa κ-2Cu23 oli ensimmäinen perusteellisesti kartoitettu käyttämällä muon spin spektroskopia jonka johtama tohtori Francis Pratt ISIS neutronilähde, UK maaliskuussa 2011.

Esimerkit

Useita fyysisiä malleissa on huonokuntoinen perustilan jotka voidaan kuvata kvantti spin neste.

Turhautunut magneettiset momentit

Lokalisoitu pyörii ovat turhautuneita jos on olemassa kilpailevia vaihto vuorovaikutusta, joka ei kaikkia tyydytettäisiin samanaikaisesti, mikä suuri degeneraation järjestelmän perustila. Kolmio Ising pyörii, jotka vuorovaikuttavat antiferromagnetically, on yksinkertainen esimerkki turhautumista. Perustilassa, kaksi pyörii voi olla antiparallel mutta kolmas ei voi. Tämä lisäisi mahdollisten suuntaviivat pyörii perustilan, parantaa vaihtelut ja siten tukahduttaa magneettinen tilaus.
Jotkut turhautunut erilaisia ​​materiaaleja hilarakenteiden ja niiden Curie-Weiss lämpötila on lueteltu taulukossa. Kaikki ne ehdotetaan spin neste ehdokkaita.

Resonoi Valence joukkovelkakirjat

Rakentaa perustilan ilman magneettisen momentin, valenssisidos valtiot voidaan käyttää, jos kaksi elektronia pyörii muodostavat spin 0 singletti vuoksi antimagneettinen vuorovaikutusta. Jos jokainen spin järjestelmässä on sidottu näin, järjestelmän tilasta kokonaisuutena on spin 0 liian ja on ei-magneettinen. Kaksi pyörii muodostavat sidoksen ovat maksimaalisesti sekasotku, vaikka sitä ei sotkeutua muiden pyörii. Jos kaikki pyörii jaetaan tiettyihin paikallisia staattinen joukkovelkakirjoja, tätä kutsutaan valenssisidos vankka.

On kaksi asiaa, jotka yhä erottavat VBS peräisin spin neste: Ensinnäkin, tilaamalla joukkovelkakirjat tietyllä tavalla, ristikko symmetria on yleensä rikki, joka ei ole spin neste. Toiseksi, tämä perustilan puuttuu pitkän kantaman takertuminen. Tämän saavuttamiseksi kvanttimekaniikan vaihtelut valenssin joukkovelkakirjojen on annettava, mikä perustilan koostuu päällekkäisyys monia eri partitionings kierroksia osaksi Valence joukkovelkakirjoja. Jos partitionings mennessä tasan, ei mieluummin mitään erityistä eristämiseen. Tällainen perustilan aaltofunktio ehdotti PW Anderson vuonna 1973 perustila spin nesteitä ja kutsutaan resonoi valenssisidos valtio. Nämä valtiot ovat erittäin teoreettista kiinnostusta, koska ne ovat ehdotetaan avainasemassa korkean lämpötilan suprajohteen fysiikka.

Excitations

Valence joukkovelkakirjoja ei tarvitse muodostaa Lähimmät naapurit vain ja niiden jakaumat voivat vaihdella eri materiaaleista. Ground suurten valtioiden maksuosuudet pitkällä kantamalla Valence joukkovelkakirjoja on enemmän vähän energiaa spin viritysten, kuin valenssi joukkovelkakirjat on helpompi hajottaa. Murtamisesta, ne muodostavat kaksi ilmaiskierrosta. Muut excitations järjestää valenssi joukkovelkakirjoja, mikä vähän energiaa excitations edes lyhyen kantaman joukkolainoihin. Hyvin erikoista spin nesteet on, että ne tukevat eksoottinen viritysten, eli viritykset kanssa murto kvanttiluvut. Hyvänä esimerkkinä on magnetointi spinons jotka ovat neutraaleja vastuussa ja kantaa spin. Spin nesteitä, spinon luodaan, jos yhdellä pyöräytyksellä ei pareittain valenssisidos. Se voi liikkua järjestämällä lähellä Valence joukkovelkakirjoja vähän virtaa kustannuksin.

Toteutukset RVB valtioiden

Ensimmäinen keskustelu RVB valtion neliön ristikko käyttäen RVB kuva vain katsoa naapuriin joukkovelkakirjoja, jotka yhdistävät eri osa-ristikoita. Rakennettu RVB valtio on yhtä suuri amplitudi päällekkäisyys kaikkien lähimmän naapurin sidoksen kokoonpanoissa. Tällainen RVB valtio uskotaan sisältävän uutena tauoton mittari alalla, joka voi rajoittaa spinons jne Joten yhtäläinen-amplitudi lähimmän naapurin RVB tila neliön ristikko on epävakaa ja voi kuvata kriittinen faasimuutospiste kahden stabiilin vaihetta. Versio RVB valtio, joka on vakaa ja sisältää deconfined spinons on kiraalinen spin valtio. Myöhemmin toinen versio vakaa RVB valtion kanssa deconfined spinons, Z2 spin neste, ehdotetaan, joka toteuttaa yksinkertaisin topologinen järjestys - Z2 topologinen järjestys. Molemmat kiraalisia spin valtion ja Z2 spin nestemäisessä olomuodossa on RVB joukkovelkakirjoja, jotka yhdistävät sama osa-ristikko. Kiraalisessa spin tilassa, eri sidos kokoonpanoissa voi olla monimutkainen amplitudit, kun Z2 spin nestemäisessä olomuodossa, eri sidos kokoonpanoissa vain todellinen amplitudit. RVB tilassa kolmio ristikko myös tajuaa Z2 spin neste, jossa eri sidos kokoonpanoissa vain todellinen amplitudit. Toorinen koodi malli on vielä toinen toteutumista Z2 spin neste nimenomaisesti rikkoo spin kierto symmetria ja on juuri liukoinen.

Tunnistaminen kokeissa

Koska ei ole olemassa yhtä kokeellinen ominaisuus, joka tunnistaa materiaalia spin neste, useita kokeita on tehtävä saada tietoa eri ominaisuuksia, jotka luonnehtivat spin neste. Ilmoitus annetaan suuri arvo turhautumista parametrin, joka on määritelty

jossa on Curie-Weiss lämpötilan ja on lämpötila, jonka alapuolella magneettinen jotta alkaa kehittyä.

Yksi suoria todisteita poissaolon magneettisen tilaus antaa NMR tai μSR kokeita. Jos siellä on paikallinen magneettikenttä läsnä, ydin- tai Muon spin vaikuttaisi joka voidaan mitata. H-NMR mittaukset κ-2Cu23 ei ole havaittu merkkejä magneettisen tilaus alas 32 mK, joka on neljä kertaluokkaa pienempi kuin kytkentävakio J≈250 K vierekkäisten pyörii tätä yhdistettä. Lisätutkimuksia ovat:

  • Ominaislämpö mittaukset antavat tietoa matalaenergia- tilatiheys, joka voidaan verrata teoreettisia malleja.
  • Terminen liikenne mittaukset voidaan määrittää, jos herätyslähteistä paikallisia tai liikkuvan.
  • Neutronisirontaa antaa tietoa luonteesta viritysten ja korrelaatiot.
  • Heijastusmittaukset voi paljastaa spinons, joka pari kautta uutena mittari kentät sähkömagneettisen kentän, joka aiheuttaa valta-laki optinen johtavuus.

Havainnointi murto

Vuonna 2012 Young Lee ja hänen avustajansa MIT ja National Institute of Standards and Technology keinotekoisesti kehitetty kristalli herbertsmithite, kristalli Kagome ristikko tilaaminen, johon he pystyivät suorittamaan neutronisirontaa kokeita. Kokeet paljastivat todisteita spin-tilan murto, ennustettu ominaisuus kvantti spin-neste tyyppinen toteaa. Havainto on kuvattu tunnusmerkki kvantti spin nestemäisessä tilassa herbertsmithite. Tiedot osoittavat, että korreloivat voimakkaasti kvantti spin neste, erityinen muoto kvantti spin neste, toteutuu Herbertsmithite.

Sovellukset

Materiaalit tukevat kvantti spin neste valtiot saavat sovelluksia tietojen varastointiin ja muisti. Erityisesti on mahdollista toteuttaa topologista kvanttilaskenta avulla spin-neste toteaa. Kehitystä kvantti spin nesteet voivat myös auttaa ymmärtämään korkean lämpötilan suprajohtavuus.

(0)
(0)
Edellinen artikkeli São Paulo Brasilia Temple
Seuraava artikkeli Kauppaamisen Hyvinvointi

Aiheeseen Liittyvät Artikkelit

Kommentit - 0

Ei kommentteja

Lisääkommentti

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Merkkiä jäljellä: 3000
captcha