В физике конденсированного состояния самые необычные явления возникают, когда множество квантовых частиц взаимодействуют как единое целое.
Одиночный квантовый спин ведет себя относительно просто, но когда спины влияют друг на друга по всему материалу, появляются совершенно новые эффекты. Одно из важнейших таких явлений — эффект Кондо, который описывает взаимодействие локализованных квантовых спинов с подвижными электронами. Этот эффект играет ключевую роль в поведении многих квантовых систем.
Однако изучать эффект Кондо в реальных материалах очень сложно. Электроны не только несут спин, но и движутся через материал, занимая разные орбитали. Когда все эти процессы происходят одновременно, трудно отделить спиновые взаимодействия от всего остального. Поэтому физики долгое время полагались на упрощенные теоретические модели. Одна из самых популярных — так называемое «ожерелье Кондо», модель, предложенная Себастьяном Дониаком в 1977 году. В такой модели ученые вывели за скобки движение электронов и орбитальные эффекты, уделяя внимание исключительно взаимодействующим спинам. Такая модель все эти годы считается эффективным инструментом для изучения новых квантовых состояний, однако реализовать ее экспериментально до сих пор ни разу не удавалось.
Команда ученых под руководством доцента Хиронори Ямагути из Осакского столичного университета решила эту задачу. Физики создали новый тип «ожерелья Кондо» из тщательно сконструированного органо-неорганического гибридного материала на основе органических радикалов и ионов никеля.
Источник: hi-tech.mail.ru