Пятница 29 мая 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
Ученые выяснили, почему иногда Солнце пытается «взорваться» и терпит неудачу Ученые выяснили, почему иногда Солнце пытается «взорваться» и терпит неудачу Есть что-то почти драматичное в том, как звезда пытается выбросить в космос миллиард тонн намагниченной плазмы, но просто не может этого сделать. Она нарастает, напрягается, поднимается, а затем останавливается, как…
Загадочный древний туннель под Иерусалимом поставил археологов в тупик Загадочный древний туннель под Иерусалимом поставил археологов в тупик Под переполненными улицами и древними каменными стенами Иерусалима археологи обнаружили удивительный туннель, который открывает новые грани прошлого города. Скрытый веками под слоями земли и истории, этот проход, возможно, служил частью…
Когда пространство-время кристаллизуется, рождается черная дыра Когда пространство-время кристаллизуется, рождается черная дыра Давно известно, что вода замерзает. При нулевой температуре беспорядочный хаос молекул жидкости внезапно превращается в правильный, повторяющийся узор в виде кристалла льда в результате процесса, который физики называют фазовым переходом.…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
Погибший в Волгоградской области, пожар в порту в Темрюке и 208 БПЛА.. Последствия атак ВСУ на российские регионы Погибший в Волгоградской области, пожар в порту в Темрюке и 208 БПЛА.. Последствия атак ВСУ на российские регионы Средства ПВО в течение прошедшей ночи перехватили и уничтожили над российскими регионами и акваторией Азовского моря 208 украинских беспилотников, сообщили в Минобороны РФ. Мужчина погиб, женщина пострадала на заводе синтетического…
Женщина, госпитализированная после ночной атаки БПЛА на Волгоградскую область, умерла Женщина, госпитализированная после ночной атаки БПЛА на Волгоградскую область, умерла Женщина, госпитализированная в тяжелом состоянии после атаки БПЛА ВСУ на завод синтетического волокна в Волжском в ночь на 29 мая, умерла в больнице. Об этом сообщила мэрия Волжского. В сообщении…
ФСБ: в Новороссийске задержан мужчина, готовивший по заданию СБУ теракт на железной дороге ФСБ: в Новороссийске задержан мужчина, готовивший по заданию СБУ теракт на железной дороге Сотрудники ФСБ предотвратили теракт на железной дороге в Новороссийске, задержан завербованный СБУ россиянин, готовивший подрыв при прохождении пассажирского поезда. Об этом сообщили в Центре общественных связей (ЦОС) ФСБ России. "Федеральной…
Тема дня
За словами о деколонизации России скрывается неуемная жажда мести За словами о деколонизации России скрывается неуемная жажда мести

Костяк нынешней антироссийской коалиции составляют страны, разбогатевшие на бесчеловечной эксплуатац...

Фото
Странную вспышку в направлении Большого Магелланова Облака заметили астрономы Странную вспышку в направлении Большого Магелланова Облака заметили астрономы

Международная группа астрономов зафиксировала короткую, но интенсивную вспышку в направлении Большог...

Опрос

С каким чувством вы смотрите в будущее?

 

Анекдот дня

- Дорогая, только послушай, что пишут: "Ученые выяснили, что базовая температура тела у женщин постепенно растет в период с 18 до 42 лет. Причины этого явления пока изучаются".

 

- Дорогой, не доводи меня до кипения! Я тебе еще два часа назад сказала: пойди, вынеси мусор! А ты в интернете торчишь.

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)".