Наблюдение нарушения симметрии обращения времени в сверхпроводнике I типа YbSb₂

Симметрия обращения времени гласит, что физическая система ведет себя одинаково независимо от того, идет ли время вперед или назад. Редкие нетрадиционные сверхпроводники нарушают эту симметрию. В этом случае они спонтанно генерируют крошечные внутренние магнитные поля при переходе в сверхпроводящее состояние. До недавнего времени все известные сверхпроводники, обладающие такими свойствами, относились к типу II. Однако в исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters, сообщается об открытии сверхпроводника типа I, который также нарушает симметрию обращения времени. Учёные вырастили монокристаллы YbSb₂, материала с атомной структурой, встречающейся как в обычных, так и в нетрадиционных сверхпроводниках. Проверив его поведение в условиях магнитных полей, физики подтвердили, что это сверхпроводник I типа. В отличие от сверхпроводников II типа, которые пропускают магнитные поля внутрь, материалы I типа полностью выталкивают их наружу.

Получены первые прямые доказательства существования топологического состояния Флоке

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Physics, представлены первые прямые экспериментальные доказательства существования топологического состояния Флоке — новой светоиндуцированной фазы материи, которая до сих пор существовала только на бумаге и в моделировании. Топологические изоляторы могут проводить электричество по своей поверхности, оставаясь при этом изоляторами по всему объему. Физики годами разрабатывали технологию Флоке — метод, использующий интенсивные, быстро осциллирующие световые поля для временного изменения электронной структуры материала. Сочетание этих двух идей казалось естественным следующим шагом: использовать свет, чтобы по требованию заставить обычный материал вести себя как топологический изолятор. В эксперименте был использован теллурид олова (SnTe).

Секрет квантового поведения водорода кроется в симметрии

В статье, недавно опубликованной в журнале Nature Communications, учёные из Института промышленных наук Токийского университета обнаружили ключевой элемент головоломки с водородом (ведет себя по-разному в присутствии ванадия). Объединив измерения структуры и диффузии водорода с квантово-механическими расчетами, было выяснено, что именно кристаллическая симметрия определяет как ведёт себя водород внутри ванадия — как квантовая волна или как классическая частица.

Полностью оптическое управление антиферромагнитными доменами посредством обратного оптического магнитоэлектрического эффекта

Немецко-японская исследовательская группа из Аугсбургского университета совершила значительный прорыв в использовании антиферромагнетиков. Впервые удалось записать магнитную информацию, используя только сверхкороткие лазерные импульсы — без необходимости применения электрических токов или магнитных полей. Физик-экспериментатор  Иштван Кезмарки и его команда разработали метод, в котором для управления используется не поляризация света, а направление его распространения (импульс). Благодаря целенаправленному облучению можно переключаться между различными магнитными состояниями и записывать информацию. Более того, эту информацию можно считывать и чисто оптическими средствами. Статья опубликована в журнале Nature Materials.

Лазерно-индуцированное зарождение хопфионов в хиральном магните

В работе, опубликованной в журнале Nature Physics, шведско-немецко-люксембургско-китайская группа учёных обнаружила магнитные хопфионы. Эксперименты проводились на хиральных магнитных кристаллах. Физики изучали тонкие пленки железа-германия (FeGe) толщиной около 110–200 нанометров. Прорыв стал возможен благодаря использованию фемтосекундных лазерных импульсов.

Наличие одной массивной частицы со спином 3/2 делает гравитацию логически неизбежной

Физики теоретики из IPhT (CEA, CNRS) и Автономного университета Барселоны показали, что гравитация — и вместе с ней суперсимметрия — возникают как логические необходимости всякий раз, когда в природе существует массивная частица со спином 3/2. Авторы показывают, что такая частица просто не может существовать изолированно в рамках непротиворечивой теории. Амплитуды её рассеяния растут слишком быстро с энергией, вступая в противоречие с неравенствами положительности — математическим кодированием причинности (скорость света как абсолютный предел) и унитарности (сохранение вероятностей в каждом квантовом процессе). Теория перестаёт работать, едва превышая массу самой частицы. Работа опубликована в журнале "Journal of High Energy Physics".

Асимметричный спиновый крутящий момент обеспечивает детерминированное управление антиферромагнитной памятью

Исследовательская группа под руководством профессора Шао Динфу из Хэфэйских институтов физических наук Китайской академии наук предложила универсальный механизм, позволяющий осуществлять детерминированное электрическое управление коллинеарными антиферромагнетиками, преодолевая давнюю проблему в антиферромагнитной спинтронике. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Жидкокристаллическую фазу в антиферромагнетиках можно обнаружить электрическим методом

Антиферромагнетики обладают принципиально иной симметрией по сравнению с обычными ферромагнетиками, а это значит, что они представляют собой не просто альтернативную материальную платформу, а новый класс магнитов, которые, как ожидается, будут обладать совершенно новыми электронными функциями. Физики впервые обнаружили, что под действием электрического тока антиферромагнетики могут проявлять фазу вещества, известную как "жидкий кристалл" (нематик), которую можно обнаружить электрическим способом. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Сильные корреляции и сверхпроводимость в супермуаровой решетке

Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны, Свободного университета Берлина и других институтов обнаружили сильную сверхпроводимость в супермуаровой решетке — скрученной трехслойной структуре графена с нарушенной симметрией и магическим углом, в которой перекрываются несколько муаровых узоров. Статья, опубликованная в журнале Nature Physics, может открыть новые возможности для разработки квантовых материалов.

В металлических нанокристаллах обнаружены фрактальные структуры

В новом исследовании, проведенном кафедрой прикладной физики и материаловедения Университета Северной Аризоны, группа учёных обнаружила, что фрактальные объекты, аналогичные снежинкам из льда, возникают в нанокристаллах золота, меди и железа. Когда частицы металла слипаются в ходе молниеносной химической реакции, они образуют пятиугольные структуры, очень похожие на природные снежинки, — явление, имеющее невероятно важное значение для будущего нанотехнологий. Статья была опубликована в качестве главной в журнале Small.