Спины электронов влияют на кристаллическую структуру твёрдого кислорода в экстремальных магнитных полях
Японские исследователи впервые провели рентгеновский эксперимент в магнитном поле свыше 100 тесла, обнаружив, что спины электронов влияют на кристаллическую структуру твёрдого кислорода.
Схематическое изображение генератора PINK-02 и процесс генерации поля 110 Тл. Автор: Ikeda et al.
При воздействии экстремально сильных магнитных полей материалы демонстрируют необычные физические явления. Эффект магнитострикции заставляет кристаллическую решётку материала растягиваться, сжиматься или деформироваться.
Магнитные поля выше 100 тесла существуют лишь микросекунды, так как их создание разрушает катушки. Учёные из Токийского университета электро-коммуникаций, RIKEN и других институтов Японии разработали портативный генератор PINK-02, способный создавать поле около 110 Тл на короткое время.
Схема генератора PINK-02 и экспериментальной установки. Автор: Physical Review Letters (2025).
Используя лазер на свободных электронах SACLA, исследователи облучали твёрдый кислород сверхбыстрыми рентгеновскими импульсами во время магнитного импульса. Снимки показали, что кристаллическая решётка кислорода растянулась примерно на 1%.
«Наши результаты демонстрируют, что спины могут влиять на стабильность кристаллической структуры материала», — пояснил первый автор работы Акихико Икеда.
В будущем команда планирует изучить θ-фазу твёрдого кислорода при полях 120–130 Тл и исследовать структурные изменения в других материалах.
Дополнительная информация: Akihiko Ikeda et al, X-Ray Free-Electron Laser Observation of Giant and Anisotropic Magnetostriction in β-O2 at 110 Tesla, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/r7br-qnrn
0 комментариев