Алексей Кузнецов Опубликована сегодня в 3:27 Невзаимные магнитные взаимодействия: японцы нашли способ управлять материей с помощью света, нарушая третий закон Ньютона Японские ученые продемонстрировали возможность создания невзаимных магнитных взаимодействий с помощью света Недавнее открытие группы японских ученых в области магнетизма может существенно изменить подходы к управлению квантовыми материалами. Исследователи продемонстрировали возможность создания невзаимных взаимодействий в магнитных материалах с помощью света. Это открытие, опубликованное в журнале Nature Communications, ставит перед учеными новые задачи и открывает широкие горизонты для разработки инновационных технологий, включая спинтронные устройства и квантовую электронику. Данное исследование не только расширяет наши представления о поведении магнетизма в неравновесных системах, но и подчеркивает связь между физикой твердых тел и биологическими системами. Основные идеи и подходы Важнейшей частью работы японских исследователей, возглавляемой Рё Ханаи из Токийского института, является демонстрация того, как свет может изменять магнитные взаимодействия в материалах. В частности, ученые использовали световое излучение с тщательно подобранной частотой для того, чтобы переключить спин-обменное взаимодействие, которое обычно проявляется как взаимное. Благодаря этому взаимодействие стало невзаимным — то есть нарушался принцип третьего закона Ньютона, что ранее казалось невозможным в таких материалах. Инновационный подход заключается в применении так называемой "диссипационной инженерии", когда свет активирует только определенные каналы распада для спинов, оставляя другие вне резонанса. Это приводит к асимметричной передаче энергии между спинами и нарушает привычные законы взаимодействия, характерные для систем, находящихся в термодинамическом равновесии. Экспериментальная модель Для проверки гипотезы исследователи использовали двухслойную ферромагнитную систему, облучая ее светом. В результате один из магнитных слоев стремится выстроиться относительно другого, в то время как второй — к анти-выстраиванию. Это приводит к созданию нового состояния вещества, характеризующегося хиральной фазой — состоянием с устойчивыми и непрерывно "преследующими" друг друга вращениями намагниченности. Такая динамика невозможна в условиях термодинамического равновесия и возникает только при нарушении симметрии действия-противодействия. Технологические последствия Открытие японских ученых имеет значительные технологические перспективы. Возможность создания невзаимных магнитных взаимодействий с помощью света может стать основой для разработки нового поколения спинтронных устройств. Спинтроника — это область технологий, в которой информация кодируется не в заряде электронов, а в их спине. В частности, подобные технологии могут найти применение в квантовой электронике и телекоммуникациях, где управление состоянием спина может обеспечить новые уровни производительности и надежности. Кроме того, управление светом и частотой его излучения откроет новые возможности для создания перестраиваемых генераторов и других оптических устройств. Эти устройства могут быть использованы в различных сферах, от передачи данных до создания новых типов квантовых компьютеров. Применение к более сложным системам Заявленное исследование представляет собой мост между двумя областями физики: физикой активных сред и физикой конденсированных сред. Применение такого подхода может быть полезно не только в спинтронных технологиях, но и в разработке новых материалов, таких как моттовские диэлектрические фазы или многозонная сверхпроводимость. Эти материалы требуют точного контроля над состоянием их магнитных и электронных свойств, что делает исследование актуальным для разработки будущих высокотехнологичных устройств. Как отметил Рё Ханаи, данная методология может стать ключевым инструментом для управления квантовыми системами, открывая новые горизонты для использования световых технологий в различных сложных материалах. Дальнейшие шаги Для того чтобы подтвердить эти теоретические предсказания, ученым предстоит провести серию экспериментов с использованием передовых методов оптической спектроскопии и магнитных измерений с временным разрешением. На данный момент задача состоит в поиске наиболее подходящих ферромагнитных материалов и точной настройке частоты излучения для того, чтобы максимально усилить невзаимный эффект. Дальнейшие исследования будут направлены на проверку стабильности полученных результатов и их применимости в реальных условиях. Экспериментальное подтверждение теории откроет новую эру в области квантового управления материалами и разработке устройств, которые работают в состояниях, недоступных для обычных термодинамических систем. Сравнение с предыдущими исследованиями Source: https://www.newsinfo.ru/articles/non-reciprocal-interactions-2ea/945882/