Leistungsstarker neuer Magnet bietet neue Einblicke in ‘gefrorene’ Quantenmaterialien

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Forscher des Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des Department of Energy (DOE) haben die vorläufige Inbetriebnahme eines neuen 14-Tesla-Magneten an der Spallations-Neutronenquelle (SNS) abgeschlossen.

Diese neue Probenumgebung ermöglicht es Forschern, die fundamentale Physik hinter dem komplexen Verhalten von Quantenmaterie zu erforschen.Der Magnet, der auch mit einem optionalen Verdünnungs-Kühlschrankeinsatz ausgestattet ist, ist die neueste Niedrigtemperatur-Probenumgebung, die bei SNS in Betrieb genommen wird.

Mit einem Gewicht von 2.670 Pfund und einer Höhe von fast zwei Metern ist dieses massive Gerät ein hervorragendes Werkzeug für Forscher, die mehr über Materialien mit Quantenphänomenen erfahren möchten.

Sein starkes Magnetfeld zwingt Quantenteilchen zu geordnetem Verhalten und gibt den Wissenschaftlern die Möglichkeit, Muster in ansonsten ungeordneten Quantensystemen zu lokalisieren.

Und mit seinem Kühlschrank – der Proben auf -459,65° F kühlen kann – können Wissenschaftler im Wesentlichen Molekülschwingungen in Materialien “einfrieren”, die bei Neutronenstreustudien als Hintergrundrauschen auftreten könnten.

Dies ermöglicht genauere Messungen der mit Quantenmagneten verbundenen Anregungen.”In Quantensystemen fehlt oft eine erkennbare Ordnung.

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Das macht es schwierig, ihre grundlegenden Merkmale zu verstehen.

Mit dieser neuen Probenumgebung können wir Ordnung in die Systeme bringen, die wir untersuchen wollen”, so Matt Stone, leitender Instrumentenwissenschaftler am ORNL.Stone erklärte, dass der 14-Tesla-Magnet ein Magnetfeld erzeugt, das für viele der Neutronenstreuexperimente an Quantenmaterialien, die an der SNS durchgeführt werden, sehr gut geeignet ist.

Aber, fügte er hinzu, die Neutronenstreuungseinrichtungen des ORNL können mit Probenumgebungen umgehen, die viel größere Magnetfelder erzeugen.”Ein 14-Tesla-Magnetfeld ermöglicht es uns, Neutronen durch eine große Streuwinkelöffnung zu streuen.

Es ist ideal für die Erforschung eines breiten Spektrums von Materialien und Quantenverhalten, einschließlich Dingen wie Quantenmagnetismus und Spinflüssigkeiten”, sagte er.

Seien Sie versichert,….

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