Transmisión de datos que funciona mediante ondas magnéticas en lugar de corrientes eléctricas; para muchos científicos, esta es la base de tecnologías futuras que harán que la transmisión sea más rápida y que los componentes individuales sean más pequeños y más eficientes energéticamente. Magnones, las partículas del magnetismo,sirven como transportadores de información en movimiento Hace casi 15 años, los investigadores de la Universidad de Münster Alemania lograron por primera vez un nuevo estado cuántico de magnones a temperatura ambiente: un condensado de partículas magnéticas Bose-Einstein, también conocido comoun "superatomo", es decir, un estado extremo de la materia que generalmente ocurre solo a temperaturas muy bajas.
Desde entonces, se ha notado que este condensado de Bose-Einstein permanece espacialmente estable, aunque la teoría predijo que el condensado de los magnones, que son partículas atractivas, debería colapsar. En un estudio reciente, los investigadores han demostrado por primera veztiempo en que los magnones dentro del condensado se comportan de manera repulsiva, lo que lleva a la estabilización del condensado. "De esta manera, estamos resolviendo una contradicción de larga data entre la teoría y el experimento", dice el profesor Sergej O. Demokritovquién dirigió el estudio. Los resultados pueden ser relevantes para el desarrollo de futuras tecnologías de la información. El estudio fue publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
antecedentes y método
Lo que es especial sobre el condensado de Bose-Einstein es que las partículas en este sistema no difieren entre sí y están predominantemente en el mismo estado mecánico cuántico. Por lo tanto, el estado puede describirse mediante una función de onda única. Esto resulta, paraejemplo, en propiedades como la superfluidez, que se caracteriza por su disipación cero durante el movimiento del condensado a bajas temperaturas. El condensado de magnones de Bose-Einstein es hasta ahora uno de los pocos fenómenos cuánticos macroscópicos que se pueden observar entemperatura ambiente.
Anteriormente, los procesos en el condensado se habían estudiado exclusivamente en campos magnéticos homogéneos, es decir, en campos magnéticos que son igualmente fuertes en cada punto y en los que las líneas de campo apuntan uniformemente en una dirección. Como anteriormente, usando un resonador de microondas,que generaron campos con frecuencias en el rango de microondas, los investigadores excitaron los magnones que formaban un condensado de Bose-Einstein. Sin embargo, en el experimento actual, introdujeron un llamado pozo de potencial adicional, que corresponde al campo magnético estático no homogéneo, que crea fuerzasactuando sobre el condensado. Esto permitió a los científicos observar directamente la interacción de los magnones en el condensado.
Para este propósito, utilizaron un método de espectroscopía de dispersión de luz de Brillouin. Esto implicaba registrar la densidad local de los magnones con luz láser de sondeo enfocada en la superficie de la muestra. De esta manera, los investigadores registraron la redistribución espacial del condensadodensidad en diferentes condiciones experimentales. Los datos recopilados permitieron llegar a la firme conclusión de que los magnones en el condensado interactúan de manera repulsiva, manteniendo el condensado estable.
Además, los investigadores observaron dos momentos característicos de disipación, es decir, la disipación de la energía y el momento del condensado a otros estados. El momento de la disipación del momento, el momento describe el estado mecánico del movimiento de un objeto físico, demostróser muy largo ". Esta puede ser la primera evidencia experimental de una posible superfluidez magnética a temperatura ambiente", enfatiza Sergej Demokritov.
Hasta ahora, el uso de condensados de partículas magnéticas se ha dificultado principalmente debido a la corta vida útil del condensado ". Nuestra realización del condensado en movimiento y la investigación del transporte de magnones, así como el descubrimiento de dos tiempos diferentes muestran que la vida-el tiempo no tiene nada que ver con la disipación del impulso del condensado en movimiento ", dice el primer autor, el Dr. Igor Borisenko. Por lo tanto, los resultados podrían abrir nuevas perspectivas para las aplicaciones de magnón en futuras tecnologías de la información.
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Materiales proporcionado por Universidad de Münster . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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