Sam Jarman tərəfindən , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Neytron səpələnməsi ilə fonon spektrlərinin xəritələşdirilməsi. Müəllif: Song Bao və başqaları.

Çində fiziklər kiral fononların və maqnonların maqnit kristallarının içərisində güclü qarşılıqlı təsir göstərə biləcəyinə dair yeni dəlillər aşkar ediblər. Nanjing Universitetində Song Baonun rəhbərlik etdiyi bir qrup neytron spektroskopiyasından istifadə edərək ferrimaqnit materialında kiral fononlarla əlaqəli maqnit imzalarını xəritələşdirib və bu da qəfəs titrəmələri ilə maqnit həyəcanları arasında əvvəllər anlaşılmaz olan bir əlaqəni ortaya çıxarıb. Physical Review Letters jurnalında dərc olunan nəticələr tədqiqatçılara istilik, səs və spinin kvant materiallarında necə qarşılıqlı təsir göstərdiyini daha yaxşı başa düşməyə kömək edə bilər.

Kiral fononlar

Fononlar, kristal qəfəsdəki atomların kollektiv titrəmələridir və kvantlanmış səs və istilik paketlərini bərk cisimdən keçirirlər. Kvazipartiküllər kimi, onlar materialdan hərəkət edən hissəciklər kimi davranırlar və digər həyəcanlarla qarşılıqlı təsir göstərə bilərlər. Bəzi hallarda fononlar həmçinin xirallıq nümayiş etdirirlər: burada hissəciyin bəzi xüsusiyyətləri onun güzgü görüntüsündən fərqlənir.

Fononlar üçün, qəfəs titrədikcə ionlar dairəvi hərəkətlər etdikdə kirallıq yaranır ki, bu da həm bucaq impulsu, həm də fononun hərəkət istiqamətinə perpendikulyar müstəvidə fırlanan kiçik bir maqnit momenti yaradır. Lakin, ən əsası, fononun xüsusiyyətləri bu fırlanmanın saat əqrəbi istiqamətində və ya əksinə olmasından asılı olaraq dəyişəcək.

Lakin bu effektlərə artan marağın olmasına baxmayaraq, indiyə qədər aparılan təcrübələrin əksəriyyəti, adətən optik üsullardan istifadə edərək, qeyri-maqnit materiallarına yönəlmişdir. Güclü olsa da, bu metodlar fononların enerjisi və impulsunun bir material üzərində necə dəyişdiyini tam olaraq müəyyən edə bilmir. Bu, elektron spinlərinin kollektiv rəqslərini təmsil edən başqa bir kvazipartikül növü olan kiral fononlar və maqnonlar arasındakı əlaqəni araşdırmağı çətinləşdirmişdir.

Neytron spektroskopiyası ilə bağlı məlumatlar

Baonun komandası öz tədqiqatlarında bu problemi “qeyri-elastik neytron səpilmə” üsulundan istifadə edərək həll etdilər: həyəcanlanmaların həm enerji, həm də impuls boyunca necə inkişaf etdiyini xəritələşdirə bilən bir texnika. Neytronlar maqnit momentləri daşıdıqları, lakin elektrik yükü daşımadıqları üçün, kristaldakı elektrik sahələrindən güclü təsirlənmədən həm qəfəs titrəmələrini, həm də maqnit davranışlarını araşdırmaq üçün istifadə edilə bilər.

Xüsusilə, tədqiqatçılar neytron şüalarını Fe₁.₇₅Zn₀.₂₅Mo₃O₈ ferrimaqnit birləşməsinin tək kristallarına yönəltdilər. Neytronların kristalla qarşılıqlı təsirdən sonra necə səpələndiyini ölçməklə, müxtəlif temperatur və maqnit sahələri altında materialdakı həyəcanlanma spektrini yenidən qura bildilər.

Maqnit imzaları

Materialın Küri temperaturundan (maqnit xüsusiyyətlərini itirdiyi yerdə) aşağıda, komanda fononlarla əlaqəli aydın maqnit imzalarını müşahidə etdi. Xüsusilə, fonon rejimləri kiçik momentlərdə artan maqnit səpələnməsi göstərdi ki, bu da fononlar və maqnonlar arasında güclü əlaqəni göstərir. Ən əsası, material Küri temperaturundan yuxarı qızdırıldıqda bu imzalar yox oldu və bu da təsirlərin materialın maqnit sırasından qaynaqlandığını təsdiqlədi.

Kvant materiallarının idarə olunması

Tədqiqatçıların fikrincə, nəticələr kiral fononların maqnit sistemində necə davrandığına dair nadir bir momentum həlli ilə bağlı bir mənzərə təqdim edir . Qəfəs titrəmələri, spin həyəcanları və maqnit nizamı arasında birbaşa əlaqə yaratmaqla, iş enerji, istilik və spinin kvant materialları vasitəsilə necə yayıldığını öyrənmək üçün yeni imkanlar açır.

Baonun komandası polyarlaşdırılmış neytron səpilməsindən istifadə edərək gələcək təcrübələr vasitəsilə fonon kirallığını birbaşa momentum fəzasında həll etməyə ümid edir və potensial olaraq yeni nəsil elektron cihazlarda istilik və spin nəqlini idarə etmək üçün yeni yollar təklif edir.

Müəllifimiz Sam Jarman tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Song Bao və digərləri, Ferrimaqnit Fe1.75Zn0.25Mo3O8-də Neytron Spektroskopiyası ilə Aşkar Edilən Kiral Fononların Maqnit İmzası, Fiziki İcmal Məktubları (2026). DOI: 10.1103/pq5m-32wj

Jurnal məlumatları: Fiziki icmal məktubları 

Əsas anlayışlar

Kristal fenomenləriMaqnetizmKvazipartiküllər və kollektiv həyəcanlarKristal sistemlərMaqnit sistemləri

© 2026 Science X Network