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半月和捏点相同的物理不同的能量

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-04-27浏览次数:1410

当物理学家通过受挫的磁铁发射中子时,粒子以特征图案喷射到另一侧。设计的出现是因为即使在低温下,受抑制金属中的原子也会相互振荡。一种独特的图案,称为“捏”,类似于弓,在旋转液体的世界中广受好评。捏通常伴随着一个被称为“半月形”的无名新月,但与这些现象相关的物理学从未被阐明过。

现在,冲绳科学技术研究生院(OIST)的研究人员发现,夹点和半月是相同的 - 只是在不同能量水平下相同物理学的特征。他们的统一理论于2018年10月12日发表,作为物理评论B快速通信,是第一个解释驱动频繁配对现象的基础物理学。 “理论本身很简单,”OIST量子物质理论系研究生韩妍说。 “根据同样的理论,给你低能量的关键点,你可以计算当你有更高的能量时会发生什么 - 然后你得到一对半卫星。”

如果放大凹陷的磁铁附近,构成材料的每个原子似乎不规则地旋转。然而,实际上,这些原子参与了一个精美协调的舞蹈,它们相互旋转,以便它们的磁力拉动最终抵消。这种芭蕾很难直接观察。相反,物理学家会寻找表现正在发生的明显线索。

一种称为中子散射的实验技术使科学家能够收集这些线索。中子不会被充电,但它们确实充当了本地的磁力源。单个原子也可以用作具有自己的北极和南极的微小磁铁。当通过材料进行咔哒声时,中子的速度和方向被它通过的原子丢弃,因此它被“分散”。散射模式告诉物理学家原子在物质中的行为方式。例如,如果中子散射得更多,物理学家得出结论,材料中的原子是随机排列的。如果中子散布在标志性的弓形中,它们将推断原子串联旋转,就像它们处于沮丧的磁铁中一样。

当在被抑制的磁体的任何区域中相同数量的原子磁体或“旋转”指向“外”到“外”时发生箍缩。这种平衡使材料具有非磁性并使其保持在最低能量水平。当沮丧的磁铁具有超过这个最小能量水平时,会发生半个月,因此违反了需要相等旋转的局部守恒定律。本质上,半卫星是曲线上设定的夹点。曲率越大,违规越强,系统使用的能量越多。 OIST的研究人员在计算中发现了这种关系,后来对其进行了测试

研究人员在模拟系统中测试了他们的统一理论,其中可以一起观察夹点和半月,在kagome晶格上称为海森堡反铁磁。他们还将他们的方程应用于最近观察到的抑制磁体Nd2Zr2O7,并发现他们的理论也解释了应用中两种模式的外观。

严说:“捏和半月来自同一个基本物理一个来自尊重当地的守恒定律,另一个来自违反它。”“当你把它们放在一起时,它们就形成了现象学的整体图景。”在未来,半月点和夹点的统一理论应该在理论和应用物理学中被证明是有用的,也许是超越的。从某种角度来看,每一个凝聚态系统本身都是一个不同的宇宙,”严说。“发现这些宇宙有着自己奇怪的自然规律是一种很大的好奇心,但它也与日常生活有关。人们试图找出在这些小宇宙中特别有用的规则,以便我们可以利用它们来发挥我们的优势。”