See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF6852
ETF6852 (ETF6852) "Koherentsed olekud kvantkriitiliste punktide ümbruses uudsetes frustreeritud kvantmagnetites (1.01.2006−31.12.2009)", Raivo Stern, Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituut.
ETF6852
Koherentsed olekud kvantkriitiliste punktide ümbruses uudsetes frustreeritud kvantmagnetites
Novel Coherent States of Matter around the Quantum Critical Points in Quantum Magnets
1.01.2006
31.12.2009
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ValdkondAlamvaldkondCERCS erialaFrascati Manual’i erialaProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.10. Füüsika 1.2. Füüsikateadused (astronoomia ja kosmoseteadus, füüsika ja teised seotud teadused)100,0
AsutusRollPeriood
Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituutkoordinaator01.01.2006−31.12.2009
PerioodSumma
01.01.2006−31.12.2006279 600,00 EEK (17 869,70 EUR)
01.01.2007−31.12.2007279 600,00 EEK (17 869,70 EUR)
01.01.2008−31.12.2008279 600,00 EEK (17 869,70 EUR)
01.01.2009−31.12.2009268 416,00 EEK (17 154,91 EUR)
70 764,01 EUR

Uudsed (koherentsed) aineolekud kvantmagnetites tekitatakse piluga mittemagnetilisele materjalile piisavalt tugeva välise magnetvälja rakendamisga. Sellisel juhul osutub võimalikuks muuta süsteemi esialgselt mittemagnetiline põhiolek magnetiliseks. Uus põhioleks sisaldab bosonilisi olekuid (spin = 1, elektrilaeng puudub) mis liiguvad osakestena läbi kogu kristallvõre. Selliste massita ja laenguta võres rändavate osakeste keemiline potentsiaal ja tihedus (konsentratsioon) on täielikult ja pööratavalt kontrollitav välise magnetvälja suurusega. Osakeste tõukeinteraktsiooni ja kineetilise energia tugevuste vaheline suhe koos võre geomeetriaga määrab kas süsteem jahtumisel tahkistub (kristalliseerub) või mitte. Kui süsteem ei kristalliseeru, on ta vastuvõtlik ülivoolavuse-sarnasele kondensatsioonile, nagu seda tuntakse ülijahutatud madala tihedusega atomaarsete gaaside puhul ning ennustatuna Bose ja Einsteini poolt kaheksakümne aasta eest. Meie projekt näeb ette uudsete (koherentsete) aineolekute loomist, kontrollimist ja iseloomustamist kvant-spinn-süsteemides (kvantmagnetites) kasutades nii olemasolevaid tahkiste sünteesi võimalusi koostööpartnerite juures (Jaapan, USA, Kanada) ning projekti raames loodud ja täiustatud võimalusi KBFI's; kui ka unikaalseid eksperimentaalseid vahendeid Tallinnas KBFI's, Tallahassee's NHMFL's, Grenoble'is GHMFL's , Los Alamoses LANL'is, või ka mujal. Lisaks sellele kasutame täiuslikemaid viimase paari aasta jooksul koostööpartnerite (LANL ja Ljubljana Ülikool) arendatud analüütilisi tehnikaid ja numbrilisi algoritme kvant-spinn-magnet-süsteemide lahendamiseks. Projekti raames plaanime siirata olulise osa programmidest ja kaasnevast oskusteabest ka Eestisse kasutamiseks nii KBFI's kui võimalike partnerite juures Tartus. Kuna magnetilistes süsteemides toimub kondensatsioon mitu suurusjärku kõrgemal temperatuuril kui väärisgaasides, on neil olulisi potensiaalseid rakendusi - näiteks tuleviku kvantarvutite keskkonnana. Esitatav ETF projekt peab kujunema Eesti-poolse tegevuse selgrooks kahe pikaajalise Euroopa projekti täitmiseks, millega Eesti Vabariik eelmisel aastal ühines: EU COST P-16 programm Emergent Behaviour in Correlated Matter (ECOM) 2005-2008 ja Euroopa Teadusfondi á la carte programm Highly Frustrated Magnetism (HFM) (mai 2005 - mai 2010).
New (coherent) states of matter in quantum magnets are (for example) states produced artificially by placing gapped non-magnetic materials (with the necessary ingredients) in a sufficiently strong external magnetic field. When this is done it is possible to change the non-magnetic ground state of the system into a magnetic ground state that consists of bosonic states (spin = 1, no electrical charge) that move throughout the lattice like particles. The chemical potential and concentration of these charge-less and mass-less particles in the lattice, is solely and reversibly controlled by the external magnetic field. The balance between the repulsive interaction and kinetic energy of the particles, together with the lattice geometry, determine whether the system forms a solid (crystallizes) or not upon cooling. When the spin system does not crystallize it is susceptible to superfluid-condensation, as in the case of supercooled low-density atom gases predicted by Bose and Einstein eighty years ago. We propose to create, control and characterize new coherent states of matter in quantum spin systems (quantum magnets) making use of existing materials synthesis capabilities (both through intensive international collaborations and the new and improved ones at NICPB), and the unique experimental tools provided by the NICPB in Tallinn, NHMFL at Tallahassee, GHMFL in Grenoble, LANL in Los Alamos, and others. In addition to this we will use the most sophisticated analytical techniques and numerical algorithms for solving quantum spin magnet problems developed during the last couple of years at our collaborators (LANL, University of Ljubljana) and perspectively adopted in process of our project for use in Estonia. Compared to ultra cold atom gases or even excitons or polaritons, the relatively high temperatures and easy-to-achieve experimental conditions at which tripleton condensation is expected make them much more accessible to modern observation and characterization techniques. The new techniques will enable exploration of potential use of a coherent spin state involving thousands of spins in quantum computation-related experiments. Current proposal is intended to serve as backbone for Estonian participation in the EU COST P-16 program from Emergent Behaviour in Correlated Matter (ECOM) 2005-2008 and in the á la carte program from European Science Foundation Highly Frustrated Magnetism (HFM) (May 2005 - May 2010).