Ученые обнаружили «квантовое туннелирование» в магнитном явлении

Шум Баркгаузена, названный в честь физика Генриха Баркгаузена, — это треск, возникающий из-за крошечных магнитных изменений внутри материалов. Классически эти изменения происходят, когда тепловая энергия меняет ориентацию спинов электронов в материале. Однако команда Калифорнийского технологического института наблюдала шум Баркгаузена даже при температурах, близких к абсолютному нулю, где тепловые эффекты пренебрежимо малы. Это позволяет предположить, что в данном случае имеет место квантово-механическое явление: квантовое туннелирование.

В квантовой механике частицы могут как бы телепортироваться через барьеры. В данном случае спины электронов «туннелируют» через энергетические барьеры, меняя свою ориентацию без обычного теплового толчка. Исследование идет дальше, обнаруживая совместное туннелирование, когда группы электронов туннелируют вместе, влияя друг на друга и синхронно меняя ориентацию. Такое поведение ко-туннелирования является удивительным открытием.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, не только представляют собой скачок в фундаментальной физике, но и открывают перспективы для будущих применений. Квантовые датчики и другие электронные устройства потенциально могут извлечь выгоду из этого нового понимания магнитных явлений на квантовом уровне.