단순 요오드화 철의 숨겨진 예상치 못한 정량적 거동이 밝혀졌습니다.

양자 연구에 따르면 더 단순한 물질 중 일부는 과학자들이 볼 수없는 고급 특성을 가질 수 있습니다.

이러한 진보되고 예상치 못한 정량적 행동은 최근에 단순 요오드화 철 (FeI2)에서 발견되었습니다. Georgia Tech와 University of Tennessee Knoxville의 과학자들이 수행 한이 연구는 중성자 산란 실험과 DOE의 이론 물리학 계산 (DOE)의 조합을 사용하여 가능했습니다. 오크 리지 국립 연구소 (ORNL).

요오드화 철은 1929 년에 발견되었습니다. 1970 년대와 1980 년대에 광범위하게 연구되었습니다. 과학자들은 일부 비 전통적인 특징이나 행동 패턴을 지적했습니다. 당시 그들은 그녀를 본 이유를 완전히 이해할 수있는 자원이 없었습니다.

이 연구의 과학자들은 해결되지 않은이 물질에 대해 이상하고 흥미로운 것이 있음을 깨달았습니다. 따라서 그들은이 문제를 다시 검토하기로 결정하고 몇 가지 새로운 아이디어를 소개하고자했습니다.

Georgia Tech의 물리학 교수 인 Martin Morigal은 다음과 같이 말했습니다. 오랫동안 양자 물질에 ​​대한 우리의 탐구는 이상한 위상을 찾는 것이었지만이 연구에서 우리가 스스로에게 물었던 질문은 ‘아마도 위상 자체가 이상하지는 않지만 여기라면 어떨까요? “실제로 이것이 우리가 찾은 것입니다.”

그만큼 중성자 그것은 원자 규모에서 자화의 공간적 변화와 짝을 이루는 자기 모멘트를 가지고 있습니다. 따라서 중성자는 스핀 시스템의 자기 구조, 변동 및 여기를 연구하는 데 이상적입니다.

과학자들이 요오드화 철을 중성자 빔에 노출 시켰을 때, 동시에 방출되는 다른 양자 변동이 아니라 두 가지 다른 양자 변동을 목격했습니다. 처음에 과학자들은 한 순간부터 자기 모멘트에 연결된 단일 여기 또는 에너지 그룹을 볼 것으로 예상했습니다. 전자. 그러나 그들은 미묘한 변동을 매우 명확하게 볼 수있는 두 가지 다른 양자 변동을보고 경외심을 느꼈습니다.

신문의 첫 번째 저자 인 Xiaojian Bei는 다음과 같이 말했습니다. “우리는 전체 각성 스펙트럼을 측정 할 수 있지만, 고전적 단계에서 왜 그런 비정상적인 행동을 보았는지 아직 이해하지 못하고 있습니다.”

과학자들은 이론 물리학자인 Christian Batista, 테네시 녹스빌 대학교 링컨 의장 교수이자 ORNL의 Scholl Wulan 센터 부국장과 협력했습니다. 공동 작업은 퍼지 양자 진동의 동작을 모델링했습니다. SNS에서 CORELLI 및 SEQUOIA 도구를 사용하여 추가 중성자 실험을 수행 한 후 발생 원인을 파악할 수있었습니다.

바티스타가 말했다, 이론이 예측하고 중성자로 확인할 수 있었던 것은 두 전자 사이에서 회전 방향이 바뀌고 자기 모멘트가 반대 방향으로 기울어 질 때 이러한 이상한 변동이 발생한다는 것입니다. 중성자가 전자 스핀과 상호 작용하면 와인딩은 공간의 특정 방향을 따라 동시에 회전합니다.이 안무는 스핀파 중성자의 산란에 의해 생성됩니다. “

“다른 재료에서 전자 사이클은 다양한 유형의 스핀 웨이브를 생성하는 다양한 방향과 안무를 취할 수 있습니다. 양자 역학이 개념은 “파동 입자 이중성”으로 알려져 있으며, 새로운 파동은 새로운 입자로 간주되며 일반적으로 정상적인 조건에서 중성자의 산란으로부터 숨겨집니다. “

“어떤 의미에서 우리는 어두운 입자를 찾고 있습니다. 우리는 그것들을 볼 수 없지만, 우리가 볼 수있는 입자와의 효과 또는 상호 작용을 볼 수 있기 때문에 존재한다는 것을 압니다.”

Bei 그는 말했다그리고 “양자 역학에서는 파동과 입자 사이에 차이가 없습니다. 우리는 파장을 기반으로 한 입자의 거동을 이해합니다. 이것이 중성자가 측정 할 수있게 해주는 것입니다.”

“이제이 특이한 행동이 상대적으로 단순한 물질에서 어떻게 작용하는지 이해 했으므로 우리는 더 복잡한 물질에서 무엇을 찾을 수 있는지 상상할 수 있습니다.이 새로운 이해는 우리를 자극했으며, 과학계가 더 많은 것을 탐구하도록 장려하기를 바랍니다. 의심 할 여지없이 더 흥미 진진한 물리학으로 이어질 재료 유형입니다. “

저널 참조 :

1. Xiaojian Bai et al. FeI2 회전 이방성 감쇠 자석의 하이브리드 사중 극자 여기, Physics of nature (2021). DOI : 10.1038 / s41567-020-01110-1