Forscher des Exzellenzclusters ct.qmat in W\u00fcrzburg und Dresden haben erstmals den neuartigen Quanteneffekt namens „Spinaron“ nachgewiesen. Dieser Effekt kann mit einem Rugby-Spiel im B\u00e4llebad verglichen werden. Unter Verwendung einer fortschrittlichen Kombination von Instrumenten und unter extremen Laborbedingungen gelang es den Physikern, den ungew\u00f6hnlichen Zustand eines Kobalt-Atoms auf einer Kupfer-Fl\u00e4che zu untersuchen. Dadurch wird der Kondo-Effekt, ein theoretisches Konzept, das die Wechselwirkung zwischen magnetischen Materialien und Metallen beschreibt, einer kritischen Untersuchung unterzogen.<\/p>\n
Die Ergebnisse dieser Forschung wurden in der Fachzeitschrift „Nature Physics“ ver\u00f6ffentlicht. Im Labor der Experimentalphysiker Prof. Matthias Bode und Dr. Artem Odobesko in W\u00fcrzburg werden Forschungen unter extremen Laborbedingungen durchgef\u00fchrt, die sowohl ultrakalt als auch ultrastark sind. Der Exzellenzcluster ct.qmat, der sich mit Komplexit\u00e4t und Topologie in Quantenmaterialien besch\u00e4ftigt, unterst\u00fctzt die Forscher bei ihrer Erforschung neuer Quanteneffekte wie dem Spinaron-Effekt.<\/p>\n
Die Physiker positionierten einzelne Kobalt-Atome auf einer Kupfer-Fl\u00e4che, k\u00fchlten sie auf eine Temperatur von 1,4 Kelvin ab und setzten sie einem sehr starken \u00e4u\u00dferen Magnetfeld aus. Durch die Verwendung eines Rastertunnelmikroskops konnten sie die einzelnen Kobalt-Atome sichtbar machen und den Spin jedes Atoms messen. Dabei stellten sie \u00fcberraschende Entdeckungen fest. Der Spinaron-Effekt tritt auf, wenn sich die Ausrichtung des Spins st\u00e4ndig \u00e4ndert. Dieser Zustand des Kobalt-Atoms kann mit einem Rugby-Ball verglichen werden, der sich im B\u00e4llebad kontinuierlich dreht und wellenartige Verdr\u00e4ngungen der umliegenden B\u00e4lle erzeugt.<\/p>\n
Bisher ging die Festk\u00f6rperphysik davon aus, dass die Effekte der Kobalt-Kupfer-Materialkombination durch den Kondo-Effekt erkl\u00e4rt werden k\u00f6nnen. Dabei wird die magnetische Ausrichtung des Kobalt-Atoms durch die Interaktion mit den Kupfer-Elektronen neutralisiert. Die Forscher konnten jedoch nachweisen, dass der alternative Erkl\u00e4rungsansatz des Spinaron-Effekts zutrifft. Dies k\u00f6nnte die Geschichte der theoretischen Quantenphysik grundlegend ver\u00e4ndern.<\/p>\n
Die Untersuchung von Korrelationseffekten in Quantenmaterialien ist ein Hauptforschungsgebiet des Exzellenzclusters ct.qmat. Die Anwendung der Spintronik, also der Nutzung von Quanteneffekten zur \u00dcbertragung von Informationen, k\u00f6nnte die Informationstechnologie nachhaltiger und energieeffizienter machen. Allerdings ist fraglich, ob die Kombination von Kobalt und Kupfer tats\u00e4chlich in der Praxis verwendet werden kann.<\/p>\n
Momentan konzentrieren sich die Forscher darauf, den Kondo-Effekt in verschiedenen Materialkombinationen genauer zu untersuchen und zu \u00fcberpr\u00fcfen, ob ein betr\u00e4chtlicher Teil dieser Entdeckung auf den Spinaron-Effekt zur\u00fcckzuf\u00fchren ist. Das Exzellenzcluster ct.qmat wird seit 2019 in Kooperation zwischen der Julius-Maximilians-Universit\u00e4t W\u00fcrzburg und der TU Dresden betrieben und erforscht topologische Quantenmaterialien unter extremen Bedingungen. Es erh\u00e4lt F\u00f6rderung im Rahmen der Exzellenzstrategie von Bund und L\u00e4ndern.<\/p>\n
Schlagw\u00f6rter: SpinaronQuanteneffekt + KondoEffekt + Spintronik<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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