Четверг 19 февраля 2026 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
Читайте также
Геоученые определили древние силы, стоящие за гравитационной дырой в Антарктиде Геоученые определили древние силы, стоящие за гравитационной дырой в Антарктиде Новое исследование, проведенное геофизиками из Университета Флориды и Парижского института физики Земли, прослеживает происхождение антарктической гравитационной дыры (или антарктической геоидной аномалии) — самой экстремальной гравитационной аномалии на планете — до…
Странные 7000-летние сосуды оказались первыми доисторическими «свечами» Странные 7000-летние сосуды оказались первыми доисторическими «свечами» В ходе исследования разгадывается тайна странных конусообразных керамических сосудов, которые встречаются только на стоянках эпохи халколита и чье использование оставалось загадкой на протяжении столетия. Почти сто лет археологи гадали, для…
Астрофизики: Полное исчезновение грозит Вселенной через 20 миллиардов лет Астрофизики: Полное исчезновение грозит Вселенной через 20 миллиардов лет Учёные продолжают исследовать тёмную энергию. Новые данные говорят о том, что расширение Вселенной сменится сжатием, а итоговым актом её истории станет гибель через феномен «Большого хруста» примерно через 20 миллиардов…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
Над регионами России за ночь сбили 43 украинских беспилотника Над регионами России за ночь сбили 43 украинских беспилотника Силы ПВО за ночь уничтожили и перехватили 43 украинских беспилотника над регионами России и акваторией Черного моря, сообщили в Минобороны РФ. Повреждения жилых квартир и автомобилей зафиксировали на территории Чувашии…
ФСБ задержала 18-летнего жителя Челябинска за подготовку теракта ФСБ задержала 18-летнего жителя Челябинска за подготовку теракта Сотрудники ФСБ задержали 18-летнего жителя Челябинска, готовившего теракт. Об этом сообщили в Центре общественных связей (ЦОС) ФСБ России. "Задержан житель Челябинска, гражданин РФ 2007 г. р., который по заданию действующей…
ТАСС: задержана министр культуры Башкирии Амина Шафикова ТАСС: задержана министр культуры Башкирии Амина Шафикова Министр культуры Башкирии Амина Шафикова была задержана 18 февраля, сообщили ТАСС в правоохранительных органах. "Она задержана", - сообщил собеседник агентства. В министерстве культуры республики в ответ на запрос ТАСС сообщили,…
Тема дня
Канцлер Германии отомстил Трампу встречей с возможным следующим президентом США Канцлер Германии отомстил Трампу встречей с возможным следующим президентом США

Между властями США и Германии назрел серьезный конфликт, вызванный желанием канцлера Фридриха Мерца ...

Фото
Найденные в Китае черепа принадлежат первым известным жителям Восточной Азии Найденные в Китае черепа принадлежат первым известным жителям Восточной Азии

Более тридцати лет назад археологи обнаружили два раздробленных черепа, захороненных на берегу реки ...

Опрос

Получат ли США Гренландию?

 

Анекдот дня

Когда вам покажется, что вы не справитесь, вспомните, что вы из поколения, которое писало сочинения на три страницы. Из головы! Ручкой на большой перемене!

Еще »

Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.

Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций

(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. 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)".