Дослідники з Університету Ноттінгема додали новий розділ до історії магнетизму. Їхнє відкриття альтермагнетизму, явища, яке кидає виклик фізичним конвенціям, здається, обіцяє повне переосмислення нашого розуміння магнітних взаємодій і відкриває нові шляхи в дослідженні надпровідних матеріалів.
Альтермагнетизм: ось що вони відкрили про магнетизм, відмінний від усього, що ти вивчав
Але що таке альтермагнетизм? Щоб повністю його зрозуміти, потрібно зробити крок назад і розглянути вже відомі форми магнетизму.
Феромагнетизм, відповідальний за притягання між звичайними магнітами, виникає, коли магнітні моменти вирівнюються в одному напрямку, як солдати на марші. Антиферомагнетизм, навпаки, має чергування, коли сусідні магнітні моменти спрямовані в протилежні сторони.
Альтермагнетизм, як підказує назва, вводить новий вимір у цей ландшафт. У альтермагнітному матеріалі кожен магнітний момент орієнтується в протилежність до свого сусіда, але з тонким поворотом.
Ця особлива конфігурація надає альтермагнітам унікальне поєднання властивостей: стабільність і готовність антиферомагнітів та гнучкість і контрольованість феромагнітів.
Але чому це відкриття важливе для надпровідності? Вся справа в його унікальній властивості: порушення часової інваріантності. Простими словами, якщо “перемотати назад” фізичну систему, яка дотримується часової інваріантності, система поводитиметься точно так само, як коли вона рухалася вперед у часі. Багато фізичних явищ, таких як рух маятника або орбіти планет, мають цю симетрію.
Однак альтермагніти, здається, є винятком. Коли час інвертується, їхня магнітна поведінка змінюється. Ця часова асиметрія є надзвичайно рідкісною в природі і може бути ключем до розуміння зв’язку між магнетизмом і надпровідністю.
Надпровідники — це матеріали, які проводять електрику без жодного опору, але їхня робота тісно пов’язана з певними симетріями фізики. До цього часу існувала “відсутня частина” в нашому розумінні того, як магнетизм і надпровідність можуть співіснувати та взаємодіяти. Альтермагнетизм, з його незвичайною часовою асиметрією, може заповнити цю прогалину.
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08234-x
