Домой » Наука » Наномагнетики смогут левитировать благодаря квантовой физике

Наномагнетики смогут левитировать благодаря квантовой физике

Опубликовано: 29.10.2017

Просмотров: 59

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 голосов, средний балл: 5,00 из5)
Загрузка...
 
 

Наномагнетики смогут левитировать благодаря квантовой физике

Квантовые физики исследовательской группы Oriol Romero-Isart в Инсбруке показали в двух своих новых публикациях, что, несмотря на теорему Эрншоу, наномагнетики могут быть стабильно левитированы во внешнем статическом магнитном поле благодаря квантовомеханическим принципам. Квантовый угловой момент электронов, который также вызывает магнетизм, подотчетен этому механизму.

Уже в 1842 году британский математик Самуэль Эрншоу доказал, что нет стабильной конфигурации левитирующих постоянных магнитов. Если один магнит левитирует над другим, наименьшее возмущение приведет к сбою системы.
Магнитная вершина, популярная ныне игрушка, обходит теорему Эрншоу: когда она нарушена, вращательное движение вершины вызывает исправление и стабильность системы.

В сотрудничестве исследователи Института квантовой оптики имени Макса Планка в Мюнхене физики из исследовательской группы Oriol Romero-Isart в Институте теоретической физики Инсбрукского университета и Института квантовой оптики и квантовой информации Австрийской академии наук показали, что: «В квантовом мире крошечные не вращающиеся наночастицы могут стабильно левитировать в магнитном поле».

«Квантовые механические свойства, которые не заметны в макроскопическом мире, но сильно влияют на нано-объекты, несут ответственность за это явление», — рассказали по этому поводу ученые из группы Oriol Romero-Isart.

Устойчивость, вызванная гиромагнитным эффектом

Альберт Эйнштейн и голландский физик Вандер Йоханнес де Хаас обнаружили в 1915 году, что магнетизм является результатом квантовомеханических принципов: квантового момента количества электронов или так называемого спина электрона. Физики из исследовательской группы Oriol Romero-Isart теперь показали, что электронный спин позволяет стабильную левитацию одного наномагнетика в статическом магнитном поле, что должно быть невозможно в соответствии с классической теоремой Эрншоу. Теоретические физики провели всесторонний анализ устойчивости в зависимости от радиуса объекта и силы внешнего магнитного поля. Результаты показали, что при отсутствии диссипации возникает состояние равновесия. Этот механизм опирается на гиромагнитный эффект: при изменении направления магнитного поля, момент импульса происходит потому, что магнитный момент соединяется со спином электронов.

«Это стабилизирует магнитную левитацию наномагнетика», — объясняет первый автор исследований Козимо Рускони.

Кроме этого, исследователи показали, что равновесное состояние магнитно-левитированных наномагнетиков проявляет сцепление его степеней свободы.

Новая область исследований

Ориол Ромеро-Исарт и его команда с оптимизмом смотрят на то, что эти левитированные наномагнетики могут скоро наблюдаться экспериментально. Они внесли предложения о том, как это можно достичь в реальных условиях.

Левитированные наномагнетики — это новое экспериментальное поле для физиков. Исследования наномагнетиков в неустойчивом состоянии могут привести к открытию экзотических квантовых явлений. Кроме того, после соединения нескольких наномагнетиков квантовый наномагнетизм можно будет смоделировать и исследовать экспериментально.

Стоит добавить, что левитированные наномагнетики также представляют большой интерес для технических применений, например, для разработки высокоточных датчиков.

Ранее сообщалось о том, что лазерный импульс сыграет свою роль повышении сверхпроводимости материалов.

Теги: , , , , , , , , , ,

Автор: Валерий Днепровский
Статей: 394

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован.Необходимы поля отмечены *

*