Eine neue Sonde zur Multipolphysik in Pr-basierten Verbindun

Elektronen sind wie Menschen das Verhalten eines einzelnen Elektrons allein kann sich sehr von seinem Verhalten unterscheiden, wenn es von anderen Elektronen umgeben ist. Dieses Konzept ist als emergente Phänomene bekannt. Emergentes Verhalten führt zu neuen Eigenschaften in Quantenmaterialien, die in verschiedenen Sektoren Anwendung finden, von Medizin- und Informationswissenschaften bis hin zur Elektronik- und Automobilindustrie. Bevor die emergenten Eigenschaften von Quantenmaterialien im Alltag genutzt werden können, sind ein tiefes Verständnis ihres Verhaltens und die richtigen Werkzeuge zu ihrer Erkennung erforderlich. Multipolare Ordnung ist ein Beispiel für ein solches Phänomen, das spezielle Materialien und neue Werkzeuge erfördert, um sie zu erkennen und zu verstehen. Um Multipole zu visualisieren, beginnen wir mit dem Monopol. Ein Monopol kann man sich als einzelne kleine Kugel vorstellen, die sich nicht mit dem Winkel oder durch Drehung im Raum ändert. Das Gravitationsfeld der Erde und das elektrische Feld um eine positive oder negative Ladung sind einfache Beispiele für monopolare Felder. Zwei entgegengesetzte Ladungen, die durch einen kleinen Abstand voneinander getrennt sind, oder der Nord- und Südpol eines Stabmagneten sind Beispiele für Dipole die zweite Art von Multipolen in einer langen Liste von Möglichkeiten. Wird ein Dipol um 180 Grad gedreht, wechselt sein Vorzeichen einmal. Multipole höherer Ordnung, wie Quadrupole und Oktupole, variieren schneller mit dem Winkel und erfordern eine Technik, um sie zu untersuchen, die empfindlich auf Änderungen des Rotationswinkels reagiert. Wir haben wohlbekannte Techniken zum Erfassen von Monopolen und Dipolen. Beispielsweise kann Sand in die Nähe eines Stabmagneten gebracht werden, um Dipole innerhalb des Sandes auszurichten und das Vorhandensein von Eisenpartikeln zu bestätigen. Im Gegenteil, die schnelle Winkelvariation von Multipolen höherer Ordnung verwischt solche einfachen Ausrichtungsmöglichkeiten und macht ähnliche Tests unmöglich. Darüber hinaus treten Multipole höherer Ordnung nie alleine auf, sondern werden immer von einem starken dipolaren Beitrag überschattet, der es schwierig macht, die Auswirkungen des multipolaren Beitrags ohne Komplikationen zu untersuchen. Wir schlagen vor, auf Praseodymbasierende Materialien zu untersuchen, da ihnen der übliche starke dipolare Beitrag fehlt, was eine perfekte Gelegenheit bietet, Multipole höherer Ordnung isoliert zu untersuchen. Mithilfe einer neuen Technik, die empfindlich auf abrupte Winkeländerungen der magnetischen Eigenschaften ist, werden wir grundlegende Fragen, in Bezug auf der Rolle die Multipole höherer Ordnung bei der Bildung neuer Materialeigenschaften spielen, wie z. B. Supraleitung und Quantenspin-Flüssigkeitszustände, angehen.