Эрбий, железо и кислород при экстремально низких температурах и сильном магнитном поле вызвали «невозможный» фазовый переход

Физики из Университета Райса впервые засвидетельствовали сверхизлучательный фазовый переход (SRPT). Это уникальное квантовое явление, впервые предсказанное более полувека назад, проявляется, когда две группы квантовых частиц начинают синхронно колебаться без внешнего воздействия, образуя новое состояние вещества. Это открытие обладает значительным потенциалом для продвижения квантовых технологий в таких областях, как вычисления, связь и наука об измерениях.

Эксперимент был проведён с кристаллом из эрбия, железа и кислорода, находящимся при экстремально низкой температуре (-272°C) и мощном магнитном поле (7 Тесла). Исследователи объединили две магнитные подсистемы внутри кристалла — спиновые ориентации ионов железа и эрбия. Спин определяется направлением вращения частицы, и, при их выравнивании, возникают магнитные структуры. Эти структуры способны создавать волны, известные как магноны. В экспериментальном исследовании магноны ионов железа выступали в роли квантовых флуктуаций вакуума, тогда как спины ионов эрбия представляли флуктуации вещества.

Долгое время считалось, что SRPT неосуществим из-за теоретических запретов. Однако, разработав магнонную версию SRPT, учёным удалось преодолеть это ограничение. Используя спектроскопические методы, они зафиксировали ключевые признаки SRPT, которые полностью соответствовали теоретическим ожиданиям.

Источник: iXBT