Крошечное изменение спина только что перевернуло известный квантовый эффект

Ученые из Университета Осаки экспериментально доказали, что фундаментальный квантовый эффект Кондо кардинально меняет свое поведение в зависимости от размера спина. В системах со спином 1/2 он подавляет магнетизм, но при увеличении спина до 1 и более начинает активно способствовать возникновению магнитного порядка.

Для чистого изучения эффекта, изолированного от движения зарядов и орбитальных эффектов, команда создала «ожерелье Кондо» — упрощенную модель, состоящую только из взаимодействующих спинов. Используя гибридный органическо-неорганический материал и фреймворк молекулярного дизайна RaX-D, они смогли сравнить системы со спином 1/2 и спином 1. Анализ показал, что при спине 1 взаимодействие Кондо создает эффективное магнитное взаимодействие, стабилизирующее дальний магнитный порядок.

Это открытие устанавливает новую квантовую границу и меняет парадигму в физике конденсированного состояния. Возможность переключать квантовое состояние материала между немагнитным и магнитным режимами, просто контролируя размер спина, открывает мощную стратегию проектирования материалов для квантовых технологий следующего поколения, включая квантовые вычисления и устройства обработки информации.