Jeilio universiteto ir Los Alamoso nacionalinės laboratorijos amerikiečių fizikai atrado specialų metalo lydinį, kurio savybės primena superfluidus. Ši medžiaga yra savitasis sukinio ledas, kurio viduje atsiranda kvantinių sūkurių analogai. Mokslininkų straipsnis buvo paskelbtas žurnale „Nature Physics“.
Spiningas ledas yra medžiaga, kurioje įkrautų jonų magnetinių momentų orientacija primena vandenilio atomų (protonų) išdėstymą vandens lede. Kai vanduo užšąla, kristalų tetraedrinės ląstelės viduje esantys atomai yra išdėstyti taip, kad vienos vandens molekulės deguonies atomą supa keturi protonai. Šiuo atveju du protonai yra toliau nei kiti, nes jie priklauso kitoms dviem vandens molekulėms. Lygiai taip pat, besisukančiame lede, dviejų jonų magnetiniai momentai yra nukreipti į vidų nuo tetraedro, o kiti du - į išorę. Iš esmės besisukantis ledas yra sudarytas iš mažyčių nanomagnetų.
- „Salik.biz“
Fizikai ištyrė tam tikrą spiningo ledo rūšį, kurią suformavo Shakti grotelės. Tai leidžia daug tokių konfigūracijų magnetinių momentų, kai ląstelėse sąveikos energija yra sumažinta iki minimumo. Tačiau kai kurios konfigūracijos yra jaudinančios būsenos ir jų pasirodymas besisukančiame lede neišvengiamas. Dėl to įvyksta geometrinis nusivylimas - reiškinys, kai visos sistemos negalima visiškai užšaldyti (net esant absoliučiam nuliui), nes ji neturi vienos bazinės būsenos. Šis elgesys būdingas visiems nugaros ledams.
Tyrimo metu mokslininkai atliko nugaros ledo fotoemulsijos elektronų mikroskopiją (PEEM), pagamintą iš permalo, geležies ir nikelio lydinio (Ni81Fe19). Mėginio švitinimas rentgeno spinduliais leido užfiksuoti magnetinių momentų pokyčius, atsirandančius mažėjant temperatūrai. Ledinis spiningas pirmiausia buvo atšaldomas nuo 290 kelvinų (K) iki 220 K, o po to iki 180 K ir žemiau (1 K atitinka -272,15 laipsnius Celsijaus).
Nors kiti spiningaus ledo tipai atkuria savo groteles žemėjančia temperatūra, kad pasiektų kuo mažesnę energijos būseną, paaiškėjo, kad Shakti grotelės „užstringa“tam tikru lygiu. Tai atsitinka net tuo atveju, jei plataus masto sistemos pertvarkymas gali sumažinti energiją. Remiantis fizikų išvadomis, tai rodo, kad šis besisukantis ledas turi globalią topologinę tvarką, o sužadinimai topologiškai yra apsaugoti nuo išsibarstymo ir išlieka ilgą laiką.
Anksčiau buvo aprašytos topologiškai išdėstytos fazės kvantinėms mechaninėms sistemoms, kurios gali įgyti skirtingas būsenas su ta pačia energija (išsigimusios būsenos). Kitaip tariant, stabilus Šakti gardelės sužadinimas tam tikra prasme primena kvantinius sūkurius super skysčiuose, kurie taip pat yra topologiškai apsaugoti dėl pagrindinių būsenų degeneracijos.