ჩვეულებრივ მაგნიტებში სპინები ერთი მიმართულებითაა დალაგებული. მაშინ როცა კვანტურ სპინურ სითხეებში (ნივთიერების მაგნიტური მდგომარეობა, ფერომაგნეტიზმსა და ანტი-ფერომაგნეტიზმთან ერთად, რომელიც გამოწვეულია სპინების არა-მოწესრიგებული „სითხის მაგვარი“ ყოფაქცევით) მაგნიტურად დალაგებული მდგომარეობების დამყარება აბსოლუტურ ნულზეც კი არ შეუძლია. ასეთ სითხეებში სპინები მუდმივად იცვლიან მიმართულებას და შედეგად ვიღებთ კვანტურად ყველაზე გადახლართულ მდგომარეობას. ჩვეულებრივ ნივთიერებაში მაგნიტური ველები ქმნიან გრძელ ძალწირებს, თუმცა კვატური სპინური სითხის შემთხვევაში დაიკვირვება ბორცვების მაგვარი სტრუქტურა.

აპინური სითხის მდგომარეობის არსებობა პირველად 1973 წელს ივარაუდა ნობელის პრემიის ლაურეატმა ფიზიკოსმა, Philip Anderson-მა. მისი მოდელის თანახმა, კვანტურ რეჟიმში ელექტრონები თითქოს „იშლებიან ნაწილებად“. ცხადია აქ არ იგულისხმება ელექტრონების ფიზიკური გახლეჩა, არამედ წარმოიქმნებიან წარმოსახვითი ნაწილაკები, სპინონები, რომლებსაც გარემოში ცალ-ცალკე გადააქვთ ინდივიდუალური ელექტრონის ნიშან თვისებები - მუხტი და სპინი.

2021 წლის 13 მაისს, ჟურნალ Nature Physics-ში გამოქვეყნებულ ამერიკელი მეცნიერების სტატიაში მოყვანილია დაკვირვებების მონაცემები სპინური სითხის თბოგამტარობის რხევებზე. მკვლევართა ჯგუფი ეძებდა სპინონების კვალს რუთენიუმის ქლორიდში (α-RuCl₃), რომელიც ქმნის გრაფენის მაგვარ, 2-განზომილებიან კრისტალს. ექსპერიმენტი ტარდებოდა დაახლოებით -269⁰C ტემპერატურაზე ძლიერ მაგნიტურ ველში, როცა RuCl₃-ს კრისტალი გადადის სპინური სითხის მდგომარეობაში.

მკვლევრებმა ზომავდნენ მასალის თბოგამტარობას. სპინონების არსებობის შემთხვევაში ისინი უნდა გამოჩენილიყვნენ რხევების სახით თბოგამტარობის მაგნიტურ ველზე დამოკიდებულ გრაფიკზე. ეს ოსცილაციები ძალიან მცირეა (მეასედის რიგის), ამიტომ გაზომვები მოითხოვდა მასალის ტემპერატურის აკურატულ გაზომვებს და ძლიერ მაგნიტურ ველში თერმომეტრის ზუსტ კალიბრაციას.

კვლევებში გამოიყენებული იქნა ყველაზე სუფთა კრისტალები, რომელის მიღებაც კი მოხერხდა ოაკ-რიჯის ნაციონალურ ლაბორატორიაში (ORNL) David Mandrus-ის (ტენესი უნივერსიტეტი) და Stephen Nagler-ის (ORNL) ხელმძღვანელობით.

სამწლიანი ექსპერიმენტებს შედეგად მეცნიერები დიდი სიზუსტით დააფიქსირეს სპინონების შესაბამისი ტემპერატურული რხევები, რაც გვაძლევს Philip Anderson-ის წინასწარმეტყველების დადასტურების საშუალებას, რომ ელექტრონი თითქოს შედგება ორი დამოუკიდებელი ნაწილისგან.

წყარო:

https://scitechdaily.com/new-evidence-for-controversial-theory-that-the-electron-is-composed-of-two-particles/

https://www.nature.com/articles/s41567-021-01243-x