В присутствии магнитного поля все спины, или магнитные моменты электронов в ферромагнитных материалах выстраиваются в одном направлении — но не все сразу. Это происходит постепенно, от домена к домену, которые влияют друг на друга лавинообразно. Один из способов заметить это изменение — прислушаться. В 1919 году физик Генрих Баркгаузен обмотал проволокой магнит и поднес его к громкоговорителю и различил потрескивание, вызванное потрескиванием доменных стенок. Аналогичный феномен можно заметить в других системах, например, землетрясениях и фотоэлектронных умножителях, пишет Physics World.
В принципе, эффекты квантовой механики тоже могут создавать шумы Баркгаузена. В такой версии смена спина возникает, когда частицы пролетают сквозь энергетический барьер, вместо того чтобы перепрыгивать его. Этот феномен носит название квантового туннелирования. Физики из Калифорнийского технологического института и Университета Британской Колумбии наблюдали квантовый шум Бракгаузена в кристаллическом квантовом магните, охлажденном до -273 градусов Цельсия. А вместо различимого шума ученые измеряли скачки напряжения, когда спины меняли ориентацию.
Когда группы спинов в различных доменах переворачивались, шумы Баркгаузена выглядели как серии скачков напряжения. Исследователи объяснили эти скачки квантовыми эффектами, потому что на них не оказало влияние увеличение температуры на 600%. В противном случае, изменения происходили бы в классическом режиме. Кроме того, приложение магнитного поля перпендикулярно осям спинов оказало чрезвычайно сильное воздействие: поле начало вести себя как квантовый «узел» в материале.
Это, по словам ученых, еще одно доказательство новой квантовой природы шума Баркгаузена. Теперь команда физиков планирует применить метод к немагнитным материалам. Возможно, этот объединенный макроскопический и квантовый феномен может возникать повсюду.
Исследователи из Южной Кореи обнаружили новый принцип движения в микромире: в жидких кристаллах объекты передвигаются направленным образом, периодически изменяя свой размер. Ученые убеждены, что открытие имеет большой потенциал в различных сферах, в том числе, для создания миниатюрных роботов.
