Цепочки из 50 молекул подтвердили столетнюю теорию квантовых спинов

Международная группа учёных впервые реализовала антиферромагнитную (AF) спиновую модель Гейзенберга с полуцелым спином (½), используя искусственные цепочки молекул «олимпицена» — структур, напоминающих символ Олимпийских игр. Эта работа превращает нанографены (NGs) в идеальную платформу для изучения квантовых спиновых систем с высокой степенью запутанности, что открывает перспективы для спинтроники на основе антиферромагнетиков.

Одномерные квантовые магнетики известны тем, что сильные квантовые флуктуации в них препятствуют спонтанному нарушению симметрии, приводя к образованию квантово-разупорядоченных состояний, таких как резонансные валентные связи. Для цепочек с полуцелым спином в термодинамическом пределе (L→∞) предсказывается безщелевой спектр возбуждений, где элементарные возбуждения представляют собой два дробных спинона (спин -½) с определённой энерго-импульсной зависимостью.

Однако в цепочках конечной длины эффекты конфайнмента создают щель, которая исчезает по мере роста …