Новости химической науки > Ферромагнитный газ. Первое наблюдение

Исследователи из Массачусетского Технологического Университета (MIT) впервые наблюдали проявление ферромагнетизма для газовой фазы. Ферромагнетизм наблюдался для газа, состоящего из атомов лития, охлажденных до миллиардных частей Кельвина.

Описанный с точки зрения модели усредненного поля ферромагнитный фазовый переход при T = 0. (Рисунок из Science, 2009, 325, 1521)

Исследователи использовали нуклид ⁶Li, ядро которого состоит из трех протонов и трех нейтронов. Четное количество нуклонов обуславливает то, что ⁶Li представляет фермион– необычную частицу, спиновые свойства которой подобны свойствам электрона.

Десятилетиями ученые спорили по поводу принципиальной возможности существования жидкости или газа, состоящих из фермионов, и, соответственно, проявляющей ферромагитные свойства. Работающие в MITвпервые дали уверенный утвердительный ответ на этот вопрос.

Исследователи из MIT удерживали облако ультраохлажденных атомов лития в фокусе инфракрасного лазера. Постепенное увеличение сил отталкивания между атомами позволило наблюдать ряд свойств, свидетельствующих в пользу того, что газ приобрел ферромагнетические свойства.

Облако из атомов лития первоначально увеличивалось в объеме, после чего внезапно сжалось. Освобождение атомов из ловушки привело к увеличению скорости расширения газового облака. Эти и другие результаты наблюдения согласуются с теоретически предсказанными для фазового перехода в ферромагнитное состояние явлениями. Если результаты эксперимента, проведенного в MIT, подтвердятся, работа исследователей из MIT может войти в учебники как доказательство того, что фермионовый газ может проявлять ферромагнитные свойства, не переходя в кристаллическое состояние.

Источник: Science, 2009, 325, 1521; DOI: 10.1126/science.1177112

метки статьи: #радиохимия и химия высоких энергий, #физическая химия