Znanost in tehnologija
Ocena novice: Vaša ocena:
Ocena 4.6 od 62 glasov Ocenite to novico!
Institut Jožef Stefan
Sodelavci treh odsekov IJS in FMF so odkrili visokotemperaturno kvantno spinsko tekočino v plastovitem kristalu TaS2. Foto: BoBo
VIDEO
Raziskovalci razvozljali...

Dodaj v

Slovenski raziskovalci razrešili skrivnost magnetnega stanja, ki je begala raziskovalce že več kot 40 let

Odkritje je bilo objavljeno v prestižni reviji Nature Physics
10. avgust 2017 ob 07:51
Ljubljana - STA, MMC RTV SLO

Raziskovalci Instituta Jožef Stefan (IJS) ter ljubljanske Fakultete za matematiko in fiziko (FMF) so prišli do odkritja, s katerim so razrešili skrivnost magnetnega stanja v pomembnem modelskem sistemu, ki je begala raziskovalce že več kot 40 let.

Sodelavci treh odsekov IJS in FMF so odkrili visokotemperaturno kvantno spinsko tekočino v plastovitem kristalu TaS2. Z odkritjem, ki je bilo objavljeno v prestižni reviji Nature Physics, so slovenski znanstveniki razrešili 40 let star problem magnetizma v kristalu TaS2 in ga povezali s stanjem spinske tekočine.

Vodja raziskav Denis Arčon z odseka za fiziko trdne snovi IJS je pojasnil, da spinska tekočina prinaša popolnoma novo stanje snovi in zato lahko o možnostih uporabe trenutno le ugibamo. Ena izmed možnosti, ki se pogosto omenja tudi v literaturi, je uporaba v kvantnem računalništvu.

Spinsko tekočino so do zdaj dokazali le v zelo redkih primerih, večinoma v obdobju zadnjih 10 let, zato je razumljivo, da znanstveniki eksperimentalno o tem stanju še ne vedo dosti, je dejal Arčon. Njihovo odkritje bo pomagalo poiskati odgovore na nekatera osnovna vprašanja o tem stanju.

V večini primerov so magnetni momenti pri dovolj visokih temperaturah popolnoma neurejeni, kar lahko v grobem primerjamo s plinastim agregatnim stanjem. Če tak magnetni sistem dovolj pohladimo, pa se magnetni momenti uredijo, podobno, kot se uredijo atomi v kristalu.

Slovenski znanstveniki so ugotovili, da se elektronski magnetni momenti ne uredijo niti pri temperaturi -273,08 stopinje Celzija in da dejansko tvorijo novo stanje visokotemperaturne kvantne spinske tekočine. Poleg tega so znanstveniki ugotovili, da v TaS2 stanje spinske tekočine vztraja do presenetljivo visokih temperatur (pod -93 stopinj Celzija).

Po Arčonovih besedah pri tako visokih temperaturah spinska tekočina ni vztrajala še pri nobenem drugem znanem sistemu. "Kvantno stanje je torej dosegljivo pri temperaturah, ki jih dokaj enostavno dosežemo v laboratoriju. Poleg tega pa je dostopnost do tega stanja pri takih temperaturah pomembna za potencialno uporabo, saj bo samo vzdrževanje takega stanja bistveno manj zahtevno," je še pojasnil Arčon.

Prvi je spinsko tekočino napovedal Nobelov nagrajenec P. W. Anderson že pred več kot 40 leti, ko je raziskoval nenavadne magnetne lastnosti plastovitih kristalov TaS2. Magnetna stanja, ki bi bila analogna tekočemu agregatnemu stanju, so bila sicer teoretično napovedana, a doslej v naravi izredno redko opažena pri ekstremno nizkih temperaturah.

Med avtorji raziskave so slovenski raziskovalci Martin Klanjšek, Andrej Zorko, Rok Žitko, Jernej Mravlje, Zvonko Jagličić, Peter Prelovšek, Dragan Mihailović in Denis Arčon.

G. C.
Prijavi napako
Komentarji
Tehnicar
# 10.08.2017 ob 08:21
Zanimivo in čestitke za odkritje!
Erkil
# 10.08.2017 ob 08:24
Bravo IJS! Le tako naprej, z veseljem preberem kakšen tak članek! :)
miro789
# 10.08.2017 ob 08:31
Bravo FMF!
usavko
# 10.08.2017 ob 09:00
No, tokrat pa pri prebiranju članka nisem ugotovil nič novega... ker se mi sploh sanja ne, o čem je govora... Pa ni krivda v avtorju, da se razume...
Janko Jazbec
# 10.08.2017 ob 10:28
Ti seveda razumeš, za kaj gre, da lahko daš tako strokovno oceno uporabne vrednosti.

Morda pa imaš prav, na evroligo in točeno pivo raziskava neposredno ne vpliva.
drg
# 10.08.2017 ob 09:43
Pojma nimam kaj so raziskovali (sam prihajam iz povsem drugega področja), ampak vsekakor vsem udeleženim iskreno čestitam! Znanje je ključ do razvite družbe. Bravo!
janezi
# 10.08.2017 ob 11:01
Vse čestitke našim raziskovalcem.Lepo da so poimensko objavljeni-to si vsekakor zaslužijo. To je kamenček v mozaiku človeškega vedenja.Čez čas bomo imeli od tega koristi.
Resnica123
# 10.08.2017 ob 09:50
Veliko se dela z malo denarja, za razliko od naših zdravnikov, ki so polni samega sebe (in svojih žepov).
wiki
# 10.08.2017 ob 09:16
čisto nič ne razumem, tako da mora biti res komplicirana zadeva, bravo!
generusus
# 10.08.2017 ob 16:51
Nekateri komentatorji zgoraj ne vedo natančno za kaj gre pri odkritju. Bom poskušal poenostaviti in preprosto povedati.

Kot je povedano v članku, je odkritje pomembno tudi za razvoj kvantnih računalnikov. Namreč, pri kvantnem računalniku je tako, da morajo za njegovo delovanje vzdrževati izjemno nizke temperature medija, blizu absolutni ničli, ki je približno pri -273 stopinjah Celzija. Že mahna nihanja temperature onemogočajo t.i. konsistentnost računanja oz. delovanja. Odkritje potencialno omogoča, da bodočim kvantnim računalnikom ne bo treba več zagotoviti izjemno nizkih temperatur za njihovo delovanje, ampak bo mogoče procesiranje izvajati že pri približno -90 stopinjah Celzija, hkrati pa to pomeni, da bodo računalniki manj občutljivi na nihanja temperature v okolici.
peglezn
# 10.08.2017 ob 10:42
Me prav zanima, koliko komentatorjev se bo čutilo poklicanih, da tale dosežek strokovno pokomentira :)

Ker znalcev se tule res ne manjka.
Nara
# 10.08.2017 ob 17:04
To je to, razlaga kot se šika (Generius). Čestitke vsem, zaslužite si jih. Ni več sence dvoma o velikem odkritju. Sicer pa objava v Nature reviji v osnovi to potrjuje, saj ne gre za pisma bralcev ali mnenja gostujočih v Delu.
gesan
# 10.08.2017 ob 09:08
Se pridružujem čestitkam!
Sedaj morajo razvolzat "skrivnost" neumja v človeških možganih...

Potem smo pa lahko res rešeni!

Dokler pa bo znanost zlorabljena s strani narcibolanih oseb, ki širom sveta s svojim neumjem povzročajo ne samo kaos ampak pravo zločinstvo nad življenjem tega planeta in še vedno človeštvo ni dojelo tega paradoksa, da človek z pohlepom več uniči kot ustvari, čeprav imamo na drugi strani takšne genije.

Nikola Tesla je to kmalu dojel!
Škoda, da ga je zel o zelo malo ljudi sploh razumelo!
BOlj se je šlo za to, kdo bo imel večje koristi od njegove pameti.

Zakaj še njegovo modrost ne upoštevajo?
Ker ne ustreza pohlepu!
G.Bruno
# 10.08.2017 ob 22:38
stotrideset
še vedno ima toaletni papir precej večjo veljavo, kot tole odkritje.....

Mogoče za takšne, ki jim je kakanje vrhunski intelektualni dosežek.
eMZe
# 10.08.2017 ob 21:01
@mb
Pri superprevodnosti je v splošnem potrebna zelo nizka temperatura. Iščemo snovi, ki so superprevodne pri obvladljivih temperaturah, to je, takih, ki jih morda dosežemo samo z običajnimi plinskimi hlajenji (malo boljši frižider). Nekaj je najdenih.

@pojasnilaželjnim
Nisem prebral tehničnega ozadja, a iz besedoslovja sklepam, da so našli nekaj, kar deluje podobno kot feromagnet (no, magnet, kjer je osnova mehko železo ali sorodna kovina).
To pomeni, da so v splošnem iskane lastnosti razmetane po posameznih atomih/molekulah, v povprečju pa je njihova vrednost navzven približno 0. Na primer tako kot skupna hitrost pešcev na Tromostovju. 50 levo, 50 desno, 49 gor, 51 dol, skupaj 2 dol.
Skupni spin elektronov v TeS2 je torej pri sobni temperaturi nekaj majčkenega.

V feromagnetih pa se sosednji atomi (oziroma kar je od njih ostalo po vstopu v kovinski kristal) drug drugega malo spodbujajo in se samodejno ali pod vplivom zunanjega magnetnega polja urejajo po veliko milijard v isto smer. Tedaj skupni spin elektronov postane makroskopsko opazen, ker proizvede zaznavno magnetno polje (vsi s Tromostovja gredo po Čopovi gor).

No, Telurjev disulfid (strupen rdeč netopen kristal?) očitno nekaj podobnega počne pri tehnično obvladljivih temperaturah. Hecno je, da je glavna sestavina žveplo, ki je strogo nekovina, telur pa je neka dvoživka. Ne gre za kovinski kristal, ki je običajna oblika snovi za urejanje sosednjih spinov.

Izraz "spinska tekočina" nekako navaja na to, da se sama snov ne giblje, nekako pa se da vplivati na to, kam s Tromostovja kažejo spini elektronov.

Če ima kdo boljši opis, kaj je umetnik želel povedati, prosim...
Mirko Tipka
# 10.08.2017 ob 10:59
v kvantnem računalništvu nisem zasledil kristala TaS2, zakaj drugega pa se še lahko uporablja? Proizvodnja brezplačne energije?

sicer pa čestitke.. ko bi le bilo takih člankov več kot žajfnic iz zda
megan
# 10.08.2017 ob 13:22
Ko bom hotela komu pripovedovat o tem članku bom najbrž lahko povedala samo nekaj v smislu: "Skupina slovenskih fizikov z IJS in FMF je odkrila nekaj velikega in pomembnega," pa tudi tisti, ki bi jim to pravila, kaj več, kot to ne bi razumeli. Mislim, da poznam samo dve osebi, ki se jima morda sanja, kaj so ti fiziki sploh odkrili. Poznam namreč dva človeka, ki sta končala študij fizike.
megan
# 10.08.2017 ob 13:07
Sicer nimam pojma, zakaj se tu sploh gre, kaj natančno so odkrili (mislim, da nas je večina takih), ampak očitno gre za veliko odkritje, vredno velike pohvale in spoštovanja.
graf314
# 10.08.2017 ob 10:51
Nobelova nagrada za fiziko?
wega
# 10.08.2017 ob 21:14
eMZe in generusus spoštovanje
zml
# 10.08.2017 ob 13:19
Želel bi vedeti več. Čestitke!!
tour2012
# 10.08.2017 ob 12:11
Nimam pojma o čem govorijo.
Carji!
Hohštaplerija
# 10.08.2017 ob 09:26
@gesan: meč je dvorezen. Tudi znanstveniki radi pogledajo stran in mnogokrat posežejo onkraj etičnega v zameno za podporo njihovim raziskavam.
megan
# 10.08.2017 ob 13:25
Glede uporabnosti odkritja pa: Trenutno se sicer še ne ve, zakaj natančno naj bi se to odkritje uporabljalo, ampak slej kot prej se bo nekomu posvetilo ali pa bo na podlagi tega odkritja prišel do kakšnega uporabnega odkritja.
Veliko odkritij v zgodovini je bilo, za katera s sprva ni vedelo, kako jih v praksi uporabit, zdaj pa na njih temelji tehnologija, brez katere si življenja ne predstavljamo.
DrMrrr
# 10.08.2017 ob 12:23
Link do clanka:
https://arxiv.org/pdf/1704.06450.pdf
izo
# 10.08.2017 ob 11:27
tako, po kmečko jst zadevo razumem, da se modeli dokazali, da je tehnologijo mogoče uporabit pri dokaj obvladljivih pogojih, kar bi lahko v prihodnosti omogočilo kvantno tehnologijo procesorjev ipd (s tem pa že resno spogledovanje z razvojem ui itd).
ampak res laično, zato me prosim popravite, če streljam trumpe..
mb128
# 10.08.2017 ob 20:32
generusus
Kaj pa glede superprevodnosti? Kolikor je meni znano so tam potrebne tudi zelo nizke temperature.
malikaliber
# 10.08.2017 ob 17:53
Nič ne štekam, a ziher je kul.
veza
# 10.08.2017 ob 13:57
Čestitke vsem, a kaj pomaga, kdaj so že imeli na IJS robota, ki je prenašal jajce, to je bilo pa tudi vse, niso znali ali smeli tehnologije prenest v prakso in postati vodilni na tem področju!
To je pa zato, ker imamo pri nas negativno kadrovsko selekcijo, že od nekdaj, vsak šef si za pomočnika izbere enega nesposobnega kimavca, da ga ja ne bi nekoč presegel, sposobni, inovativni pa so načrtno zatirani!
izo
# 10.08.2017 ob 11:29
v glavnem, čestitke vsem vpletenim..
čak mal noris
# 10.08.2017 ob 11:07
Vse mi je jasno ( not ).
stotrideset
# 12.08.2017 ob 14:15
@G.Bruno....
kakanje je fiziološka potreba brez katere ne gre in dobesedno - crkneš!
Nara
# 11.08.2017 ob 09:20
Slovencelj, zavist te bo požrla.
qwasyx
# 11.08.2017 ob 09:13
Point je v izbiri,...postavi se pred kiosk in glava ti narekuje kaj kupiti, ali znanstveno revijo ali vse drugo kar med drugim lahko uporabiš tudi za toaletni paper
Nara
# 11.08.2017 ob 08:51
Znanost zasluži boljši status in ugled v družbi ter več sredstev. Zajebavanje po objavi v ugledni reviji Nature phisics, kjer je vsaka objava temeljito pregledana in pred objavo strokovno vericirana, ne prispeva k izboljšanju razmer za znanost. Saj pri objavi v prestižni reviji, kjer se objavljajo strogo selekcionirani in znanstveno utemeljeni članki, ne gre za pisma bralcev v Delu ali čemu podobnem, kjer lahko vsak naklada kot mu je volja. Če pa kdo zmore bolje in več, so vrata v Nature vedno odprta.
ivod
# 11.08.2017 ob 07:47
zakaj ste dali luckyss-u tri minuse ?
Raff69
# 10.08.2017 ob 11:48
Slovenski veliki pokovci! Bazinga!
alcatraz
# 10.08.2017 ob 10:34
Zakaj še njegovo modrost ne upoštevajo?
Ker ne ustreza pohlepu!


Einstein je temu ustrezal.
Nara
# 10.08.2017 ob 15:36
To je druga in žalostna plat tovrstnih zgodb o uspehu. Podrepniki ne izbirajo načina in
sredstev, da onemogočajo sposobne in inovativne. Čas je, da se IJS zamisli in nekaj spremeni. Ne more biti enaka obravnava za tiste, ki se na spletni strani IJS bahajo z prezentacijami s tvpilotom v roki in z uspešnimi ter velikimi uspehi raziskovalcev.
luckyss
# 10.08.2017 ob 22:39
Lahko se nasmihate...ampak meni to deluje v smeri tega, da antigravitacijski pogon ni le mit...
Le da tam ne gre za temperature, ampak zadeve, ki jih je obvladal že Tesla...
velika uharica
# 10.08.2017 ob 10:42
Super. Ampak ko bi naši znanstevniki še kaj zaslužili, za državo, kakšen patent...
stotrideset
# 10.08.2017 ob 22:01
še vedno ima toaletni papir precej večjo veljavo, kot tole odkritje.....
firtoh
# 10.08.2017 ob 08:35
2015 so Kitajci sintetično proizvedli iterbijev kristal,ki služi kot material za kvantno spin tekočino.Torej so že deset korakov pred nami,čeprav je tudi to za pohvalit
neymar_psg_10
# 10.08.2017 ob 10:46
Super, zdej bodo pa višje plače za vse nas...
Sklonjen
# 10.08.2017 ob 09:51
Zdaj razumem porazno stanje slovenske ekonomije ... matematiki se ukvarjajo s "TaS2"!
SF0100
# 10.08.2017 ob 10:22
Spet ena študija za razvoj njihovega ega in intelektualnega potenciala, uporabno pa pol klinca.

Če bi bi vedeli koliko denarja se notri obrne, kaj tej možici vse počnejo in kako mastno se tam plačujejo študije, ki niso vredne pol klinca.

Vsak od tam zaposlenih ima svojo firmo in potem je to malo projektno, malo zasebno, malo inštitut... samo da je cash flow...
Kazalo