Wspólne badanie przeprowadzone na Uniwersytecie w Kolonii ujawniło, że wzbudzenia magnetyczne w kryształach BaCO2V2O8 obejmują niezwykłe odpychająco związane stany, co było znaczącym odkryciem dokonanym poprzez napromienianie kryształów terahercowy fale.
Zespół fizyków ciała stałego z Uniwersytetu w Kolonii wraz z międzynarodowymi współpracownikami badał kryształy BaCO2V2O8 w laboratorium w Kolonii. Badania wykazały, że na elementarne wzbudzenia magnetyczne w kryształach wpływają zarówno oddziaływania przyciągające, jak i odpychające.
Skutkuje to jednak niższą stabilnością, co czyni obserwację takich odpychająco związanych stanów jeszcze bardziej zaskakującą. Wyniki badania opublikowano niedawno w czasopiśmie Natura.
Grupie roboczej profesora dr Thomasa Lorenza z Instytutu Fizyki II Uniwersytetu w Kolonii udało się wyprodukować sztuczne kryształy wykonane z BaCo2V2O8, które zawierają łańcuchy śrubowe magnetycznych atomów kobaltu.
Wraz z badaczami z Augsburga, Bonn, Dortmundu, Drezna, Genewy i księcia Jerzego kryształy BaCo2V2O8 zostały napromieniowane elektromagnetycznymi falami terahercowymi w celu zbadania zbiorczych wzbudzeń magnetycznych w strukturze kryształu w wysokich polach magnetycznych. Oprócz zwykłych elementarnych wzbudzeń magnetycznych o niskiej energii, tak zwanych magnonów, badacze odkryli także stany związane z dwoma i trzema magnonami.
Znaczenie stanów związanych z wieloma magnonami
Specyfiką tych wielomagnonowych stanów związanych jest to, że utrzymują je razem nie przyciąganie, ale interakcje odpychające. „Odkrycie tych stanów jest wynikiem bardzo udanej współpracy eksperymentalnych i teoretycznych grup roboczych w ramach naszego Centrum Badań Wspólnych 1238 „Kontrola i dynamika materiałów kwantowych” z siedzibą w Kolonii” – powiedział profesor Lorenz.
Od 2016 roku Collaborative Research Center (CRC) 1238 „Control and Dynamics of Quantum Materials” zrzesza zespół ekspertów z dziedziny fizyki eksperymentalnej i teoretycznej oraz krystalografii w Kolonii, uzupełniony przez grupy z Uniwersytetu w Bonn i Forschungszentrum Jülich. Celem jest odkrycie, zrozumienie i kontrolowanie nowych zjawisk zbiorowych i nowych funkcjonalności materiałów kwantowych.
Odniesienie: „Eksperymentalna obserwacja odpychająco związanych magnonów” Zhe Wanga, Catalina-Mihai Halati, Jean-Sébastiena Berniera, Alexeya Ponomaryova, Denisa I. Gorbunova, Sandry Niesen, Olivera Breuniga, J. Michaela Klopfa, Sergei Zvyagina, Thomasa Lorenza, Aloisa Loidl i Corinna Kollath, 26 czerwca 2024 r., Natura.
DOI: 10.1038/s41586-024-07599-3
