Maqnitləşmənin üçüncü formasını kəşf edən alimlər böyük fizika mükafatı qazanırlar

Alimlər bir əsrdən çox davam edən maqnit davranışı anlayışını alt-üst edən maqnitizmin əvvəllər məlum olmayan bir formasını aşkar etdilər. Altermaqnetizm kimi tanınan kəşf, kollinear maqnitizmin üçüncü fundamental kateqoriyasını aşkar etdi və kvant materialları, qabaqcıl elektronika və gələcək hesablama texnologiyaları üçün yeni imkanlar açdı.

Sıçrayışa cavabdeh olan üç fizik, qatılaşdırılmış maddə fizikası üzrə Avropanın ən nüfuzlu mükafatlarından biri olan 2026-cı il Avrofizika Mükafatının laureatları adlandırıldı. Avropa Fizika Cəmiyyətinin (EPS) Qatılaşdırılmış Maddələr Bölməsi Mainz Yohannes Qutenberq Universitetinin (JGU) professoru Jairo Sinova, Dr. Libor Şmejkal və professor Tomas Jungvirti ferromaqnetizm və antiferromaqnetizmlə yanaşı, maqnit nizamının fərqli bir forması kimi altermaqnetizmi quran işlərinə görə seçdi.

Mainz Universitetinin Spin Fenomenləri Fənlərarası Mərkəzinin (SPICE) direktoru professor Jairo Sinova, "Bu mükafat qatılaşdırılmış maddə fizikasında ən köklü paradiqmalardan birinə meydan oxuyan fundamental kəşfi tanıyır" dedi. "Tamamilə yeni bir maqnit fazasının yüz ildən artıq müddət ərzində gizli qaldığını kəşf etmək onu göstərir ki, hətta ən yetkin elmi sahələr hələ də fundamental sürprizlər saxlaya bilər."

Bu irəliləyiş Sinovanın Mainz Universitetindəki tədqiqat qrupu ilə Praqadakı Çexiya Elmlər Akademiyasının Fizika İnstitutundakı Jungwirth komandası arasında uzun illər davam edən əməkdaşlıq nəticəsində ortaya çıxdı. Praqada da bağlılığını davam etdirən Šmejkal, 2016-2024-cü illər arasında Maynsda səkkiz il keçirdi, əvvəlcə doktoranturada araşdırma apardı, daha sonra Sinovanın qrupunda doktoranturadan sonrakı alim kimi çalışdı.

Həmin dövrdə Šmejkal altermaqnetizmin arxasında duran nəzəri çərçivənin işlənib hazırlanmasında aparıcı rol oynamışdır. Simmetriyaya dair qabaqcıl riyazi yanaşmaları elektron spinin elektron cihazlarda necə istifadə oluna biləcəyini öyrənən spintronika ilə birləşdirərək tədqiqatçılar əvvəllər tanınmamış maqnit davranış modelini müəyyən ediblər.

Onların proqnozları tezliklə bütün dünyada eksperimental qrupları cəlb etdi. Çoxsaylı materiallarda elektron xassələrin və elektrik nəqliyyatının ölçülməsi yeni maqnit təsnifatını dəstəkləyən sübutlar təqdim etdi. Altermaqnetizm o vaxtdan bəri Avropa, Şimali Amerika və Asiyada genişlənən tədqiqat səyləri ilə qatılaşdırılmış maddə fizikasının ən aktiv sahələrindən birinə çevrildi.

100 ildən artıqdır ki, fiziklər ümumiyyətlə kollinear maqnitləri iki əsas kateqoriyaya bölürdülər: ferromaqnitlər və antiferromaqnitlər.

Ferromaqnitlər xalis maqnitləşmə yaradan ümumi maqnit düzülüşünə malikdir. Bu materiallar bu gün istifadə olunan bir çox maqnit yaddaş texnologiyaları üçün vacibdir. Adi antiferromaqnitlərdə əks maqnit momentləri bir-birini ləğv edir, ümumi maqnitləşməni qoymur və ferromaqnitlərdən çox fərqli elektron davranış yaradır.

Antiferromaqnitlər kimi, altermaqnitlər də ləğv edilən maqnit momentlərinə malikdir və nəticədə xalis maqnitləşmə olmur. Bununla belə, onların elektronları əvvəllər ferromaqnitlərlə əlaqəli xüsusiyyətlər nümayiş etdirə bilər.

Bu qeyri-adi birləşmə altermaqnitlərə güclü qütbləşmiş elektron spinləri ilə elektrik cərəyanlarını dəstəkləməyə imkan verir, eyni zamanda son dərəcə sürətli maqnit dinamikası nümayiş etdirir. Bu xüsusiyyətlər onları gələcək informasiya texnologiyalarının sürətini və imkanlarını potensial olaraq inkişaf etdirərək yeni nəsil spintronik cihazlar üçün dəyərli edə bilər.

Əhəmiyyəti elektronikadan xeyli kənara çıxır. Altermaqnetizm maddənin əvvəllər tanınmamış simmetriya sinfini təmsil edir və topoloji hadisələr, qeyri-ənənəvi superkeçiricilik və elektronlar arasında güclü qarşılıqlı təsirə malik kvant materialları da daxil olmaqla, müasir fizikanın bir sıra əsas sahələri ilə gözlənilməz əlaqələri aşkar edib.

Bu kəşfə aparan yol, elektrikin maqnit materialları vasitəsilə hərəkət etməsinin qeyri-adi yolları ilə bağlı nəzəri araşdırmalarla başladı. Erkən irəliləyişlər arasında müəyyən kristal strukturlarda elektrik nəqliyyatını əhatə edən bir fenomen olan kristal anomal Hall effektinin proqnozlaşdırılması idi.

Əvvəlcə bu gözlənilməz davranışlar ayrı-ayrı materialların qeyri-adi xüsusiyyətləri kimi görünə bilərdi. Bununla belə, tədqiqatçılar sonda onların elektron spinlərinin simmetriyalarını əhatə edən daha geniş bir prinsiplə bağlı olduqlarını qəbul etdilər.

Müəyyən edilmiş maqnit davranışı üçün təcrid olunmuş istisnaları təmsil etmək əvəzinə, bu materiallar tamamilə d