नैनोटेक्नोलॉजी नाउ - प्रेस विज्ञप्ति: तीन-आयामी दृष्टिकोण क्वांटम स्पिन तरल पदार्थों के गुणों को पहचानता है

होम > दबाएँ > Three-pronged approach discerns qualities of quantum spin liquids

An illustration of the lattice examined by Phil Anderson in the early ‘70s. Shown as green ellipses, pairs of quantum particles fluctuated among multiple combinations to produce a spin liquid state. क्रेडिट Allen Scheie/Los Alamos National Laboratory, U.S. Dept. of Energy

सार:
In 1973, physicist Phil Anderson hypothesized that the quantum spin liquid, or QSL, state existed on some triangular lattices, but he lacked the tools to delve deeper. Fifty years later, a team led by researchers associated with the Quantum Science Center headquartered at the Department of Energy’s Oak Ridge National Laboratory has confirmed the presence of QSL behavior in a new material with this structure, KYbSe2.

त्रि-आयामी दृष्टिकोण क्वांटम स्पिन तरल पदार्थों के गुणों को पहचानता है

Oak Ridge, TN | Posted on November 17th, 2023

QSLs — an unusual state of matter controlled by interactions among entangled, or intrinsically linked, magnetic atoms called spins — excel at stabilizing quantum mechanical activity in KYbSe2 and other delafossites. These materials are prized for their layered triangular lattices and promising properties that could contribute to the construction of high-quality superconductors and quantum computing components.

The paper, published in Nature Physics, features researchers from ORNL; Lawrence Berkeley National Laboratory; Los Alamos National Laboratory; SLAC National Accelerator Laboratory; the University of Tennessee, Knoxville; the University of Missouri; the University of Minnesota; Stanford University; and the Rosario Physics Institute.

“Researchers have studied the triangular lattice of various materials in search of QSL behavior,” said QSC member and lead author Allen Scheie, a staff scientist at Los Alamos. “One advantage of this one is that we can swap out atoms easily to modify the material’s properties without altering its structure, and this makes it pretty ideal from a scientific perspective.”

Using a combination of theoretical, experimental and computational techniques, the team observed multiple hallmarks of QSLs: quantum entanglement, exotic quasiparticles and the right balance of exchange interactions, which control how a spin influences its neighbors. Although efforts to identify these features have historically been hindered by the limitations of physical experiments, modern neutron scattering instruments can produce accurate measurements of complex materials at the atomic level.

By examining KYbSe2’s spin dynamics with the Cold Neutron Chopper Spectrometer at ORNL’s Spallation Neutron Source — a DOE Office of Science user facility — and comparing the results to trusted theoretical models, the researchers found evidence that the material was close to the quantum critical point at which QSL characteristics thrive. They then analyzed its single-ion magnetic state with SNS’s Wide-Angular-Range Chopper Spectrometer.

The witnesses in question are the one-tangle, two-tangle and quantum Fisher information, which has played a key role in previous QSC research focused on examining a 1D spin chain, or a single line of spins within a material. KYbSe2 is a 2D system, a quality that made these endeavors more complex.

“We are taking a co-design approach, which is hardwired into the QSC,” said Alan Tennant, a professor of physics and materials science and engineering at UTK who leads a quantum magnets project for the QSC. “Theorists within the center are calculating things they haven’t been able to calculate before, and this overlap between theory and experiment enabled this breakthrough in QSL research.”

This study aligns with the QSC’s priorities, which include connecting fundamental research to quantum electronics, quantum magnets and other current and future quantum devices.

“Gaining a better understanding of QSLs is really significant for the development of next-generation technologies,” Tennant said. “This field is still in the fundamental research state, but we can now identify which materials we can modify to potentially make small-scale devices from scratch.”

Although KYbSe2 is not a true QSL, the fact that about 85% of the magnetism fluctuates at low temperature means that it has the potential to become one. The researchers anticipate that slight alternations to its structure or exposure to external pressure could potentially help it reach 100%.

QSC experimentalists and computational scientists are planning parallel studies and simulations focused on delafossite materials, but the researchers’ findings established an unprecedented protocol that can also be applied to study other systems. By streamlining evidence-based evaluations of QSL candidates, they aim to accelerate the search for genuine QSLs.

“The important thing about this material is that we’ve found a way to orient ourselves on the map so to speak and show what we’ve gotten right,” Scheie said. “We’re pretty sure there’s a full QSL somewhere within this chemical space, and now we know how to find it.”

This work received support from DOE, the QSC, the National Council for Scientific and Technical Research and the Simons Foundation.

####

About DOE/Oak Ridge National Laboratory
The QSC, a DOE National Quantum Information Science Research Center led by ORNL, performs cutting-edge research at national laboratories, universities and industry partners to overcome key roadblocks in quantum state resilience, controllability and ultimately the scalability of quantum technologies. QSC researchers are designing materials that enable topological quantum computing; implementing new quantum sensors to characterize topological states and detect dark matter; and designing quantum algorithms and simulations to provide a greater understanding of quantum materials, chemistry and quantum field theories. These innovations enable the QSC to accelerate information processing, explore the previously unmeasurable and better predict quantum performance across technologies. For more information, visit https://qscience.org .

UT-Battelle manages ORNL for DOE’s Office of Science, the single largest supporter of basic research in the physical sciences in the United States. DOE’s Office of Science is working to address some of the most pressing challenges of our time. For more information, visit https://energy.gov/science . — Elizabeth Rosenthal

अधिक जानकारी के लिए, कृपया क्लिक करें यहाँ उत्पन्न करें

संपर्क:
Elizabeth Rosenthal
DOE/Oak Ridge National Laboratory
कार्यालय: 865-241-6579

Copyright © DOE/Oak Ridge National Laboratory

अगर आपके पास कोई टिप्पणी है, तो कृपया Contact हमें.

न्यूज़ रिलीज़ के जारीकर्ता, न कि 7 वेव, इंक। या नैनो टेक्नोलॉजी नाउ, सामग्री की सटीकता के लिए पूरी तरह से जिम्मेदार हैं।

बुकमार्क:

संबंधित कड़ियाँ

लेख का शीर्षक

संबंधित समाचार प्रेस

समाचार और सूचना

उल्टे पेरोव्स्काइट सौर सेल ने 25% दक्षता रिकॉर्ड तोड़ा: शोधकर्ताओं ने विभिन्न समस्याओं को हल करने के लिए अणुओं के संयोजन का उपयोग करके सेल दक्षता में सुधार किया नवम्बर 17th, 2023

वातावरण का उपयोग करते हुए रात के समय विकिरणीय तापन नवम्बर 17th, 2023

नए उपकरण अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर क्वांटम रसायन विज्ञान का अध्ययन करने में मदद करेंगे: रोचेस्टर के प्रोफेसर निकोलस बिगेलो ने हमारे आसपास की दुनिया की मौलिक प्रकृति की जांच के लिए नासा की कोल्ड एटम लैब में किए गए प्रयोगों को विकसित करने में मदद की। नवम्बर 17th, 2023

एक नये प्रकार का चुंबकत्व नवम्बर 17th, 2023

नया लेजर सेटअप अल्ट्राफास्ट पल्स के साथ मेटामटेरियल संरचनाओं की जांच करता है: तकनीक ध्वनिक लेंस, प्रभाव-प्रतिरोधी फिल्मों और अन्य भविष्य की सामग्रियों के विकास को गति दे सकती है नवम्बर 17th, 2023

क्वांटम भौतिकी

नए उपकरण अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर क्वांटम रसायन विज्ञान का अध्ययन करने में मदद करेंगे: रोचेस्टर के प्रोफेसर निकोलस बिगेलो ने हमारे आसपास की दुनिया की मौलिक प्रकृति की जांच के लिए नासा की कोल्ड एटम लैब में किए गए प्रयोगों को विकसित करने में मदद की। नवम्बर 17th, 2023

यूएसटीसी एकल नैनोडायमंड सेंसर का उपयोग करके स्वस्थानी इलेक्ट्रॉन पैरामैग्नेटिक अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी का एहसास करता है नवम्बर 3, 2023

अगली पीढ़ी के क्वांटम प्रसंस्करण के लिए कमरे के तापमान पर ऑप्टिकल-फाइबर आधारित एकल-फोटॉन प्रकाश स्रोत: यटरबियम-डॉप्ड ऑप्टिकल फाइबर से लागत प्रभावी क्वांटम प्रौद्योगिकियों का मार्ग प्रशस्त होने की उम्मीद है। नवम्बर 3, 2023

स्पर्श करने पर "2डी" क्वांटम सुपरफ्लुइड कैसा महसूस होता है नवम्बर 3, 2023

क्वांटम रसायन

नए उपकरण अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर क्वांटम रसायन विज्ञान का अध्ययन करने में मदद करेंगे: रोचेस्टर के प्रोफेसर निकोलस बिगेलो ने हमारे आसपास की दुनिया की मौलिक प्रकृति की जांच के लिए नासा की कोल्ड एटम लैब में किए गए प्रयोगों को विकसित करने में मदद की। नवम्बर 17th, 2023

चुंबकत्व / मैग्नन्स

चुंबकीय बल माइक्रोस्कोपी पर अध्ययन ने 2023 मैग्नेटिज्म पुरस्कार में अग्रिम पुरस्कार जीता: परिमित आकार प्रभावों के विश्लेषण से घनत्व माप के लिए महत्वपूर्ण परिणामों का पता चलता है नवम्बर 3, 2023

प्रयोगशाला

उच्च ऊर्जा, कम लागत और लंबे जीवन वाली बैटरियों के लिए पहले अज्ञात मार्ग: नई खोजी गई प्रतिक्रिया तंत्र ने लिथियम-सल्फर बैटरियों में तेजी से प्रदर्शन में गिरावट पर काबू पा लिया सितम्बर 8th, 2023

नया उत्प्रेरक लाखों इंजनों से मीथेन प्रदूषण को नाटकीय रूप से कम कर सकता है: शोधकर्ता प्राकृतिक गैस जलाने वाले इंजनों के निकास से शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस को हटाने का एक तरीका प्रदर्शित करते हैं। जुलाई 21st, 2023

एक गैर-सहसंयोजक बंधन अनुभव: वैज्ञानिक अपने रासायनिक बंधनों को बदलकर अद्वितीय संकर सामग्रियों के लिए नई संरचनाओं की खोज करते हैं जुलाई 21st, 2023

क्वांटम नृत्य का अनावरण: प्रयोगों से कंपन और इलेक्ट्रॉनिक गतिशीलता के संबंध का पता चलता है: अल्ट्राफास्ट लेजर और एक्स-रे के साथ अणुओं में इलेक्ट्रॉनिक और परमाणु गतिशीलता का युग्मन प्रकट हुआ जुलाई 21st, 2023

Govt.-विधान / नियमन / अनुदान / नीति

उल्टे पेरोव्स्काइट सौर सेल ने 25% दक्षता रिकॉर्ड तोड़ा: शोधकर्ताओं ने विभिन्न समस्याओं को हल करने के लिए अणुओं के संयोजन का उपयोग करके सेल दक्षता में सुधार किया नवम्बर 17th, 2023

नए उपकरण अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर क्वांटम रसायन विज्ञान का अध्ययन करने में मदद करेंगे: रोचेस्टर के प्रोफेसर निकोलस बिगेलो ने हमारे आसपास की दुनिया की मौलिक प्रकृति की जांच के लिए नासा की कोल्ड एटम लैब में किए गए प्रयोगों को विकसित करने में मदद की। नवम्बर 17th, 2023

नया लेजर सेटअप अल्ट्राफास्ट पल्स के साथ मेटामटेरियल संरचनाओं की जांच करता है: तकनीक ध्वनिक लेंस, प्रभाव-प्रतिरोधी फिल्मों और अन्य भविष्य की सामग्रियों के विकास को गति दे सकती है नवम्बर 17th, 2023

डीएनए के साथ निर्मित नैनोकण क्वासिक क्रिस्टल: यह सफलता अधिक जटिल संरचनाओं के डिजाइन और निर्माण का रास्ता खोलती है नवम्बर 3, 2023

संभव वायदा

एक नए प्रकार के पेरोव्स्काइट ऑक्साइड में अद्वितीय संचालन तंत्र पर प्रकाश डालना नवम्बर 17th, 2023

सिल्वर नैनोकण: रोगाणुरोधी सुरक्षित-चाय की गारंटी नवम्बर 17th, 2023

उल्टे पेरोव्स्काइट सौर सेल ने 25% दक्षता रिकॉर्ड तोड़ा: शोधकर्ताओं ने विभिन्न समस्याओं को हल करने के लिए अणुओं के संयोजन का उपयोग करके सेल दक्षता में सुधार किया नवम्बर 17th, 2023

वातावरण का उपयोग करते हुए रात के समय विकिरणीय तापन नवम्बर 17th, 2023

खोजों

उल्टे पेरोव्स्काइट सौर सेल ने 25% दक्षता रिकॉर्ड तोड़ा: शोधकर्ताओं ने विभिन्न समस्याओं को हल करने के लिए अणुओं के संयोजन का उपयोग करके सेल दक्षता में सुधार किया नवम्बर 17th, 2023

वातावरण का उपयोग करते हुए रात के समय विकिरणीय तापन नवम्बर 17th, 2023

नए उपकरण अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर क्वांटम रसायन विज्ञान का अध्ययन करने में मदद करेंगे: रोचेस्टर के प्रोफेसर निकोलस बिगेलो ने हमारे आसपास की दुनिया की मौलिक प्रकृति की जांच के लिए नासा की कोल्ड एटम लैब में किए गए प्रयोगों को विकसित करने में मदद की। नवम्बर 17th, 2023

एक नये प्रकार का चुंबकत्व नवम्बर 17th, 2023

घोषणाएं

उल्टे पेरोव्स्काइट सौर सेल ने 25% दक्षता रिकॉर्ड तोड़ा: शोधकर्ताओं ने विभिन्न समस्याओं को हल करने के लिए अणुओं के संयोजन का उपयोग करके सेल दक्षता में सुधार किया नवम्बर 17th, 2023

वातावरण का उपयोग करते हुए रात के समय विकिरणीय तापन नवम्बर 17th, 2023

नए उपकरण अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर क्वांटम रसायन विज्ञान का अध्ययन करने में मदद करेंगे: रोचेस्टर के प्रोफेसर निकोलस बिगेलो ने हमारे आसपास की दुनिया की मौलिक प्रकृति की जांच के लिए नासा की कोल्ड एटम लैब में किए गए प्रयोगों को विकसित करने में मदद की। नवम्बर 17th, 2023

एक नये प्रकार का चुंबकत्व नवम्बर 17th, 2023

साक्षात्कार / पुस्तक समीक्षा / निबंध / रिपोर्ट / पॉडकास्ट / पत्रिका / श्वेत पत्र / पोस्टर

उल्टे पेरोव्स्काइट सौर सेल ने 25% दक्षता रिकॉर्ड तोड़ा: शोधकर्ताओं ने विभिन्न समस्याओं को हल करने के लिए अणुओं के संयोजन का उपयोग करके सेल दक्षता में सुधार किया नवम्बर 17th, 2023

वातावरण का उपयोग करते हुए रात के समय विकिरणीय तापन नवम्बर 17th, 2023

नए उपकरण अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर क्वांटम रसायन विज्ञान का अध्ययन करने में मदद करेंगे: रोचेस्टर के प्रोफेसर निकोलस बिगेलो ने हमारे आसपास की दुनिया की मौलिक प्रकृति की जांच के लिए नासा की कोल्ड एटम लैब में किए गए प्रयोगों को विकसित करने में मदद की। नवम्बर 17th, 2023

एक नये प्रकार का चुंबकत्व नवम्बर 17th, 2023

अनुदान / प्रायोजित अनुसंधान / पुरस्कार / छात्रवृत्ति / उपहार / प्रतियोगिताएं / सम्मान / रिकॉर्ड

नया लेजर सेटअप अल्ट्राफास्ट पल्स के साथ मेटामटेरियल संरचनाओं की जांच करता है: तकनीक ध्वनिक लेंस, प्रभाव-प्रतिरोधी फिल्मों और अन्य भविष्य की सामग्रियों के विकास को गति दे सकती है नवम्बर 17th, 2023

चुंबकीय बल माइक्रोस्कोपी पर अध्ययन ने 2023 मैग्नेटिज्म पुरस्कार में अग्रिम पुरस्कार जीता: परिमित आकार प्रभावों के विश्लेषण से घनत्व माप के लिए महत्वपूर्ण परिणामों का पता चलता है नवम्बर 3, 2023

क्वांटम कंप्यूटर प्रशिक्षण: भौतिकविदों ने प्रतिष्ठित आईबीएम पुरस्कार जीता सितम्बर 8th, 2023

नए शोध से कंप्यूटिंग के वर्तमान और भविष्य को बढ़ावा मिलता है जुलाई 21st, 2023

• एसईओ संचालित सामग्री और पीआर वितरण। आज ही प्रवर्धित हो जाओ।
• प्लेटोडेटा.नेटवर्क वर्टिकल जेनरेटिव एआई। स्वयं को शक्तिवान बनाएं। यहां पहुंचें।
• प्लेटोआईस्ट्रीम। Web3 इंटेलिजेंस। ज्ञान प्रवर्धित। यहां पहुंचें।
• प्लेटोईएसजी. कार्बन, क्लीनटेक, ऊर्जा, पर्यावरण, सौर, कचरा प्रबंधन। यहां पहुंचें।
• प्लेटोहेल्थ। बायोटेक और क्लिनिकल परीक्षण इंटेलिजेंस। यहां पहुंचें।
• स्रोत: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57422