24.08.2009
На рисунке: Фазовая диаграмма зависимости величины магнитного поля от температуры для составов со спиновыми лестницами.
Direct Observation of Magnon Fractionalization in the Quantum Spin Ladder. Reuegg et al., PhysRevLett.102.107204, doi:10.1103.
Ученые из Лондонского центра нанотехнологий (LCN) сделали новый шаг в исследовании магнитных спиновых лестниц.
Квантовые эффекты в магнитных системах малых размерностей (одно- и двумерных) ученые исследуют много десятков лет, с рождения квантовой механики. Это связано с тем фактом, что магнитные системы хорошо поддаются теоретическому описанию и успешно используются в лабораторных экспериментах, что позволяет проверять многие фундаментальные концепции, а также с тем, что свойства одно- и двумерных магнитов широко используются в разных технологиях.
Особый интерес вызывают удивительные свойства такой одномерной системы как магнитная лестница. Эта конструкция, действительно, представляет магнитный аналог лестницы, где магнитные моменты, переносимые отдельными атомами, соединяются, образуя ступени лестницы и подпорки. В одномерном магните порядок дальнего действия из-за квантовых флуктуаций разрушается. Теория предсказывает, что вместо него появляется редкий вид экзотической магнитной квантовой формы жидкости, известной как жидкость Латтинджера (Luttinger liquid - LL). При наложении магнитного поля это удивительное состояние квантовой материи занимает ключевое положение на фазовой диаграмме решетки и может быть изучено с помощью очень чувствительных магнетометров в лаборатории и нейтронной спектроскопии высокого разрешения. В присутствии слабых магнитных связей между решетками система может даже вести себя как конденсат Бозе-Эйнштейна.
Международная команда ученых под руководством Кристиана Рюгга (Christian Ruegg) из LCN в двух последних работах (Physical Review Letters, Physical Review: Rapid Communications) рассказывает о первом всестороннем исследовании магнитных квантовых лестниц в образце (C5H12N)2CuBr4 и фазовой диаграммы. Эта работа позволяет по-новому взглянуть на квантовые эффекты в магнитах малой размерности и управлять их поведением. Во многом это результат совершенствования сложных чувствительных приборов и прогресса в теоретических исследованиях. Долгие годы системы со спиновыми лестницами служили прототипом для теоретических изысканий в области квантового магнетизма, но подходящие модели отсутствовали, в особенности для экспериментов в магнитных полях. Теперь нам удалось решить эту проблему, говорит Рюгг.
http://www.materialstoday.com/view/2813/a-new-spin-on-magnetic-ladders
