Суббота 04 мая 2024 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Гексаборид церия не хочет подчиняться физике твёрдого тела.


Гексаборид церия не хочет подчиняться физике твёрдого тела.

Понедельник, 19 Декабря 2016 14:06

Учёные из МФТИ и других институтов обнаружили необычные явления в кристалле гексаборида церия, CeB₆. Эксперимент по электронному парамагнитному резонансу (ЭПР) подтвердил, что этот материал является «исключением среди исключений» и не может быть описан существующими моделями и общепринятыми теориями. Результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.

 

Подобные экспериментальные открытия являются «проверкой на прочность» для научных теорий. В такой ситуации фундаментальный результат гораздо важнее поиска каких-либо новых практических применений данного материала, сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию Planet Today.

 

Сильно коррелированный металл CeB₆ изучают уже более сорока лет, и он не устаёт удивлять исследователей. Для объяснения аномалий его физических свойств разработано множество теорий, однако, как оказалось, они не позволяют предсказать результаты ЭПР-экспериментов. Возможно, теории динамических магнитных свойств сильно коррелированных систем (в таких системах имеет место существенное взаимодействие между электронами) необходимы принципиальные доработки, которые бы объяснили исключительное поведение гексаборида церия.

 

Вставка:

ЭПР-спектрометрия позволяет исследовать образцы, содержащие частицы с неспаренными спинами — электроны, радикалы. На образец, помещённый в постоянное магнитное поле, воздействуют СВЧ-излучением. Полученный спектр позволяет судить о химическом строении и свойствах вещества. Анализ формы линии ЭПР и абсолютная калибровка спектров в единицах магнитной проницаемости позволяют найти g-фактор (гиромагнитное отношение), ширину линии (время спиновой релаксации) и осциллирующую намагниченность или динамическую магнитную восприимчивость.

 

Ранее авторами статьи было экспериментально обнаружено явление электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) в CeB₆. Исследователи разработали уникальную методику ЭПР-эксперимента, позволяющую «увидеть» сигнал ЭПР в образцах, подобных CeB₆, ведь в стандартном ЭПР-спектрометре наблюдение сигнала от сильно коррелированных металлов или невозможно, или существенно затруднено.

 

 

Рис. 1. Схема эксперимента. 1. Гексаборид церия со сложной магнитной структурой. 2. Часть прибора — микроволновый резонатор, в который помещается образец. 3. Вид резонансной кривой в эксперименте ЭПР.

 

Результаты эксперимента удивили исследователей: во-первых, измеренная осциллирующая намагниченность вдоль одного из кристаллографических направлений ([100]), которая в теории должна быть частью суммарной намагниченности, оказалась больше целого. По словам учёных, «на пальцах» это явление можно объяснить дополнительными взаимодействиями между свободными электронами и электронами магнитных оболочек церия, однако пока это лишь качественное объяснение, которое должно быть подтверждено теоретическими расчётами.

 

Другим удивительным результатом оказалось совпадение угловой зависимости ширины спектральной линии и сопротивления в магнитном поле (в эксперименте варьировался угол между направлением магнитного поля и осями кристалла). Казалось бы, эти величины имеют совершенно различную физическую природу и нельзя ожидать такого соответствия. Авторы статьи предлагают следующее объяснение: так как ширина линии в основном определяется спиновыми флуктуациями, то и в сопротивление CeB₆ доминирующий вклад вносит рассеяние зонных электронов на спиновых флуктуациях.

 

 

Рис. 2. Угловые зависимости ширины спектральной линии и магнитного сопротивления. Красным обозначено магнитосопротивление, синим — ширина линии.

 

Основой осуществления измерений, описанных в статье, стали аппаратные усовершенствования ЭПР-спектрометра, проведённые под руководством старшего научного сотрудника Института общей физики РАН, выпускника МФТИ Алексея Семено аспирантами МФТИ Маратом Гельмановым и Александром Самариным.

 

«Мы выигрываем по чувствительности и стабильности, в результате на настоящий момент никто в мире, кроме нас, не может проводить измерения ЭПР в сильно коррелированных металлах на высоком уровне. Именно благодаря аппаратным усовершенствованиям мы можем видеть то, что другие не видят», — отмечает Сергей Демишев, профессор МФТИ, заведующий отделом низких температур и криогенной техники Института общей физики РАН.

 
 

 

 

 

Волкова Алена Опубликовано в Наука   Теги МФТИ
Главное за сутки
МАК завершил расследование крушения Sukhoi Superjet 100 в Шереметьево в 2019-м МАК завершил расследование крушения Sukhoi Superjet 100 в Шереметьево в 2019-м Международный авиационный комитет (МАК) отправит финальную версию отчета о катастрофе 2019 года с самолетом SSJ в Шереметьево, которая унесла жизни 41 человека, странам, участвовавшим в расследовании, рассказали в пресс-службе ведомства.…
МО РФ: системы ПВО сбили за ночь над Крымом 4 ракеты ATACMS МО РФ: системы ПВО сбили за ночь над Крымом 4 ракеты ATACMS Дежурные средства ПВО уничтожили над Крымом четыре выпущенные ВСУ оперативно-тактические ракеты ATACMS, сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи пресечена попытка киевского режима совершить террористическую атаку с применением американских…
У границы Белгородской области артиллерия ВС РФ накрыла и уничтожила группу ВСУ У границы Белгородской области артиллерия ВС РФ накрыла и уничтожила группу ВСУ Артиллеристы группировки войск прикрытия государственной границы накрыли группу ВСУ, направляющуюся к границе у Белгородской области, рассказал РИА Новости командир артиллерийского подразделения. "Выдвигаемся в сторону госграницы, нам сейчас передали, что замечено…
Интернет и СМИ
Читайте также
Найдены секретные туннели, которые могут связывать континенты Найдены секретные туннели, которые могут связывать континенты Наша планета таит немало тайн и на поверхности, и в глубинах океанов. Еще больше их в недрах земли. Время от времени ученые находят таинственные тоннели, которые ведут глубоко вниз и…
Биолог рассказал о вероятных последствиях ядерного апокалипсиса Биолог рассказал о вероятных последствиях ядерного апокалипсиса Человечество не раз сталкивалось с ядерными катастрофами. Хиросима и Нагасаки, Чернобыль и Фукусима напомнили, насколько хрупка планета и жизнь на ней. Каковы реальные последствия ядерных ЧП, рассказал ученый-биолог. Как сообщает…
Ключ к пониманию самого таинственного манускрипта отыскали ученые из Австралии Ключ к пониманию самого таинственного манускрипта отыскали ученые из Австралии Никому до сей поры не удавалось расшифровать манускрипт Войнича. Кодекс времен позднего Средневековья написан на неизвестном языке, но ученые веками не могут даже понять смысл его странных иллюстраций. Новая работа…
Тема дня
В западном саммите по Украине есть немало полезного для России В западном саммите по Украине есть немало полезного для России

Так называемая мирная конференция по Украине в Швейцарии изначально задумывалась как политический уд...

Фото
Live Science: законы физики помогают кошкам мгновенно разворачиваться в полете Live Science: законы физики помогают кошкам мгновенно разворачиваться в полете

Американскими физиками из Университета штата Северной Каролины найдено объяснение, как кошки умудряю...

Опрос

Продолжат ли США оказывать Украине финансовую и военную помощь в будущем?

 

Анекдот дня

С годами фото в паспорте все лучше и лучше.

Еще »
Комментарии для сайта Cackle
Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-83392 от 07.06.2022, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. При использовании, полном или частичном цитировании материалов

planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с точкой зрения редакции.

На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления

информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети "Интернет",

находящихся на территории Российской Федерации)".