Mid-Term Report 2022 Cluster of Excellence ct.qmat

i Frakton Fracton 24 ct.qmat AREA A B C D Spinflüssigkeit Spin liquid ... beschreibt einen Zustand eines Magneten, der auch beim Abkühlen – anders als beispielsweise ein Ferromagnet – keine Ordnung einnimmt. Die Spins fluktuieren also auch bei extrem tiefen Temperaturen in der Nähe des absoluten Nullpunkts. Vor ca. 30 Jahren war noch unbekannt, ob Spinflüssigkeiten überhaupt existieren. Inzwischen kennen Physiker viele Modelle und auch eine Reihe von Materialien, in denen ein solches Verhalten auftritt. ... describes a state of a magnet which, unlike a ferromagnet for example, doesn’t assume any order even when it cools down. The spins therefore keep fluctuating even at extremely low temperatures close to absolute zero. About thirty years ago, it still wasn’t clear whether spin liquids actually existed or not. In the meantime, physicists are aware of several models and even a number of materials in which this behavior occurs. Anschaulich wird die komplizierte Physik der zugrundeliegenden Eichtheorien beim Falten von Papier. „Eine Verallgemeinerung der Spinflüssigkeit wird mathematisch durch die gleiche Theorie beschrieben wie gefaltetes Papier“, erläutert Moessner. So stelle man beim Basteln eines Papierfliegers fest, dass sich ein Blatt Papier nur entlang einer geraden Linie sauber falten lasse. Versuche, entlang einer Kurve zu falten, führten schlimmstenfalls zum Riss. „Analog dazu gibt es Teilchen, die sich im dreidimensionalen Raum nicht frei, sondern nur in eine Richtung bewegen können“, beschreibt Moessner. „Gemeinsam mit Forschenden aus dem indischen Bangalore haben wir entdeckt, dass die Falzspitze – der Punkt, an dem der Falz eines teilweise gefalteten Papiers endet – einer elektrischen Ladung mit Vektorcharakter entspricht. Sie ist also nicht einfach positiv oder negativ, sondern eine Ladung mit einer Richtung.“ Damit ist sie bei ihrer Bewegung Beschränkungen unterworfen und kann sich nur in Richtung ihrer Ladung bewegen. „Genau das geschieht beim Falten des Papiers entlang einer geraden Linie. Verletzt man diese Beschränkung, tut das dem Papier nicht gut.“ Eine solche eingeschränkte Bewegung gibt es auch bei Spinflüssigkeiten höherer Ordnung, welche theoretisch vorhergesagt worden sind und nun experimentell gesucht werden. Vom Papierfalten Take a piece of paper … Ein flaches Blatt kann entlang einer geraden Linie gefaltet werden, ohne dass zusätzliche Knicke oder Risse entstehen. A flat piece of paper can be folded along a straight line without tearing or additionally creasing it.

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